استراتژی بهینه‌‌ی نیروگاه‌های مجازی قیمت‌ساز برای شرکت در بازار برق با ذخیره‌های ‌کنترل فرکانس

با توجه به نگرانی‌های زیست‌محیطی، منابع انرژی توزیع شده (DER) نقش مهمی را در سیستم‌های قدرت تجدیدساختار شده بازی می‌کنند. مقیاس تولیدی نسبتا پایین و عدم قطعیت‌های موجود در این منابع چالش‌های عمده‌ای برای مشارکت آن‌ها در بازار برق عمده‌فروشی ایجاد کرده است. مفهوم نیروگاه مجازی (VPP) با مدیریت این منابع، بستری برای ادغام این منابع فراهم کرده، عدم قطعیت‌های موجود را پوشش داده و امکان شرکت در بازار عمده فروشی را برای این منابع ایجاد می‌کند. در این پایان‌نامه، مسئله‌ی تعیین استراتژی بهینه‌ی یک نیروگاه مجازی به عنوان یک شرکت‌کننده‌ی قیمت‌ساز در بازار برق با ذخیره‌های فرکانسی ارائه شده است. این استراتژی، با اینجاد هماهنگی بین واحدهای نیروگاه مجازی به گونه‌ای عمل می‌کند که بتواند در بازار برق با ذخیره ‌های فرکانسی بیشترین سود را کسب کند. همچنین بتواند از منافع نیروگاه مجازی در مقابل چالش‌های شبکه مانند پرشدگی خطوط انتقال حفاظت کند و در صورت امکان از این چالش‌ها به عنوان فرصتی برای بیشینه کردن سود خود استفاده کند. مسئله‌ی تعیین استراتژی بهینه به صورت یک مسئله‌ی بهینه‌سازی دوسطحی مدل گردیده است. در زیر‌مسئله‌ی بالا، سود کل نیروگاه مجازی بیشینه شده و در زیر‌مسئله‌ی پایین بازار برق با ذخیره‌های فرکانسی مدل شده است. مسئله بهینه‌سازی دوسطحی ارائه شده به یک مسئله‌ی برنامه‌ریزی ریاضی با قیود تعادل (MPEC) تبدیل شده است. در نهایت، مسئله‌ی دوسطحی ارائه شده که غیرخطی است با استفاده از قضیه دوگان و همچنین تکنیک ریاضی عدد بزرگ به یک مسئله‌ی برنامه‌ریزی خطی آمیخته با اعداد صحیح (MILP) تبدیل شده که توسط نرم‌افزارهای موجود قابل حل می‌باشد. درادامه برای اینکه بتوان مسئله‌ی بهینه‌سازی را با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌‌ها مدل کرد، مدل مسئله با استفاده از بهینه‌سازی تصادفی ارائه گردیده است. همچنین ارزش تحت ریسک مشروط (CVaR) به عنوان ابزاری برای مدیریت ریسک به کار گرفته شده است. کارایی روش ارائه شده با استفاده از اجرای شبیه‌سازی بر روی یک شبکه‌ی تست، راستی‌آزمایی شده است. تاثیر رفتار استراتژیک نیروگاه مجازی بر سوددهی آن، تاثیر پرشدگی خطوط انتقال بر عملکرد آن بررسی شده است. سناریوهای ممکن برای مسئله‌ ارائه شده و با استفاده از روش CVaR ریسک عدم قطعیت موجود در مسئله مدیریت شده است. آنالیز حساسیت برروی پارامترهای موثر بر تصمیم‌گیری نیروگاه مجازی انجام گردیده و همچنین تاثیر حضور نیروگاه مجازی از نظر هزینه و پاسخ فرکانسی سیستم بیان گردیده است.