بازار غیر متمرکز

در اقتصادهای غیرمتمرکز بازار ، بهینه معمولاً مبتنی بر "معیار پارتو" است: یک تخصیص امکان پذیر (پارتو) بهینه یا (پارتو-) کارآمد است ، اگر هیچ تخصیص امکان پذیر دیگری وجود نداشته باشد ، که باعث بهبود رفاه ، "ابزار" ، "ابزار" می شود. حداقل از یک فرد (مصرف کننده یا خانواده) ، بدون اینکه از کاربردهای دیگری کم شود.

اصطلاحات مرتبط:

• مهندسی انرژی
• بازار برق
• بازار انرژی
• کنگره
• ریزشبکه
• در نظر گرفتن
• منبع انرژی توزیع شده
• بازار متمرکز
• تجارت انرژی

درباره این صفحه

ادغام انرژی

فیلیپ سی تیلور ،. Neal S. Wade ، در ذخیره انرژی (چاپ دوم) ، 2022

2. 1. 2 بازار برق

عمده فروشی بازارهای برق معمولاً به عنوان یک بازار متمرکز (استخر قدرت) یا بازار غیرمتمرکز (قراردادهای دو جانبه) فعالیت می کنند [9]. بازارهای موجود در یک سیستم برق آزاد شده عبارتند از: Futures ، Spot (Day-head و Intraday) ، متعادل کننده ، خدمات جانبی و خرده فروشی. در بازار عمده فروشی رو به جلو ، قراردادهای کوتاه مدت در بازار نقطه ای (بازارهای روزانه و داخلی) انجام می شود و قراردادهای بلند مدت در بازار آتی انجام می شود که معاملات را برای یک هفته تا یک سال پوشش می دهد. برای حفظ فرکانس شبکه و ثبات سیستم ، عرضه و تقاضا باید به دلیل عدم وجود ظرفیت ذخیره سازی در سیستم های برق ، به طور مداوم در زمان واقعی متعادل شود. توازن سیستم از طریق بازار خدمات متعادل و جانبی انجام می شود تا کمبودهای موجود در بازار را به خود اختصاص دهد.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128245101000027

حفظ حریم خصوصی در شبکه های هوشمند با استفاده از Ethereum و Hyperledger blockchain

14. 5. 5 ارائه دهنده انرژی محلی

شبکه هوشمند با انرژی تولید شده توسط ارائه دهندگان محلی با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر مانند باد و انرژی خورشیدی تغذیه می شود.

علاوه بر این ، تأمین کنندگان انرژی محلی به عنوان معدنچیان blockchain ، تضمین توافق و قرار دادن مفهوم بازار غیرمتمرکز در عمل عمل می کنند. این مفهوم مبتنی بر ریزگردها است که ورودی انرژی از طریق قراردادهای هوشمند با توکن های از پیش تعیین شده جبران می شود که در صورت تحقق شرایط خاص ، معاملات blockchain را امکان پذیر می کند.

کاربرانی که هزینه مصرف شده را پرداخت می کنند ، مصرف کنندگان هستند. آنها به عنوان گره در blockchain شرکت می کنند. هر خانه مجهز به یک متر هوشمند است که مصرف انرژی مصرف کنندگان را می خواند ، که خوانش های متر هوشمند توسط قراردادهای هوشمند در شبکه blockchain ثبت می شود. مصرف کنندگان می توانند با استفاده از نشانه های تعریف شده از یک تأمین کننده انرژی محلی یا DSO خریداری کنند.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780323918503000160

مسائل مربوط به بازار برق در سیستم های برق آینده

3. 5. 2 طرح دوم

در بخش های قبلی ، توضیحات مربوط به تجزیه بازارهای متمرکز به بازارهای غیرمتمرکز ارائه شده است. این تجزیه می تواند بر اساس مناطق کنترل در بازارهای Multiarea انجام شود و بر اساس هر گره در شبکه هوشمند با جزئیات بیشتری انجام می شود. به عنوان مثال ، در بازارهای Multiarea ، هر منطقه بازار خود را به طور جداگانه اداره می کند و سپس بر اساس روش های مختلف موجود ، اطلاعات محدود را با سایر مناطق مبادله می کند. این تبادل اطلاعات تا زمان دستیابی به همگرایی و هماهنگی بین مناطق ادامه خواهد یافت. اکنون می توان از قابلیت های blockchain برای افزایش امنیت تبادل داده در برابر حملات سایبری یا دستکاری توسط شرکت کنندگان استفاده کرد. در چنین روشی ، مرحله تجمیع و دستیابی به همگرایی در blockchain رخ می دهد. همچنین ، در این حالت ، از قابلیت های قرارداد هوشمند می توان برای تسویه حساب استفاده کرد ، بنابراین نیازی به هیچ ابزار متمرکز برای تسویه حساب نیست. ADM برای اجرای بر روی یک سکوی blockchain مناسب است ، زیرا همگرایی را تضمین می کند ، اگرچه این روش دارای سرعت همگرایی کند است. با توجه به نکات ذکر شده ، استفاده از blockchains در برنامه ذکر شده باعث می شود که همه شرکت کنندگان کنترل کافی بر پیشرفت الگوریتم داشته باشند و در نتیجه شفافیت اجرای بازار افزایش می یابد [25].

بیشتر بخوانید URL: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/b9780323916981000054

پیش بینی بار در برنامه ریزی کوتاه مدت DERS

12. 3. 2 مکانیسم بازار غیر متمرکز برای معاملات DER

متفاوت از بازار عمده فروشی برق ، ماهیت توزیع شده DERS و مصرف انرژی در سیستم های توزیع نیاز به مکانیسم بازار غیرمتمرکز برای معاملات DER دارد. در عمل ، برخی از محاکمات و پروژه های مکانیسم معاملات برق همتا به همتا (P2P) در سیستم های توزیع برق قبلاً در چندین کشور اجرا شده است. این پروژه های P2P با هدف تحریک مشارکت کاربران نهایی برق در معاملات انرژی. به عنوان یک بستر لازم که از انتقال DER در یک شبکه توزیع پشتیبانی می کند ، طراحی مکانیسم های بازار غیر متمرکز از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.

در یک بازار متمرکز، تولیدکنندگان و مصرف کنندگان باید پیشنهادات خود را به اپراتور بازار ارائه دهند که مسئولیت فرآیند تسویه بازار را بر عهده می گیرد و پیشنهادهای برنده را تعیین می کند. به طور متفاوت، در یک بازار غیرمتمرکز، معاملات مستقیماً بین شرکت کنندگان و بدون واسطه/نهاد یا نماینده سازماندهی می شوند. شکل 12. 7 انتقال پیام را در بین شرکت کنندگان تحت ساختارهای بازار متمرکز و غیرمتمرکز مقایسه می کند. با این حال، هنگام پیاده سازی مکانیزم معاملاتی در عمل، انواع مختلفی از توپولوژی های شبکه را می توان بسته به نیازهای واقعی در نظر گرفت، مانند توپولوژی حلقه، توپولوژی کاملا متصل و توپولوژی باس.

مکانیسم های بازار غیرمتمرکز برای تراکنش های DER را می توان از مدل قیمت گذاری گره ای متمرکز که به طور گسترده در بازارهای برق موجود استفاده می شود، مشتق شد، بنابراین می توان مزیت های بازارهای موجود مانند راندمان بالا در قیمت گذاری ازدحام شبکه و تضمین عملکرد شبکه را حفظ کرد. امنیت. در فرمول غیرمتمرکز بازار برق، فرآیند تسویه بازار از طریق محاسبات تکراری انجام می شود، که در آن هر شرکت کننده مشکل فرعی خود را حل می کند و پارامترهای انتخابی را بدون آزاد کردن حریم خصوصی خود به سایر شرکت کنندگان منتقل می کند. محاسبه زمانی پایان می یابد که تکرار به نتایج بهینه خود همگرا شود. علاوه بر این، همچنین می توان تأیید کرد که فرمول غیرمتمرکز می تواند همان نتایج تسویه بازار را به عنوان مکانیسم اصلی بازار متمرکز به دست آورد.

در جامعه بهینه سازی ریاضی ، تلاش شده است تا به دنبال روشهای کارآمد برای تجزیه یک مشکل غیرقابل تحمل در چندین زیرزمین باشند. به عنوان روشی که شامل مزایای تجزیه دوگانه و روشهای تقویت شده لاگرانژی برای مشکلات بهینه سازی محدود است ، روش جهت متناوب ضرب (ADMM) یک الگوریتم ساده اما قدرتمند برای مشکلات بهینه سازی محدب توزیع شده است [35]. از آنجا که ADMM در ابتدا برای مورد ویژه معرفی شده است که در آن فقط دو بلوک متغیر در مشکل بهینه سازی وجود دارد ، در [36] ADMM های Gauss-Seidel و Jacobian برای مواردی با سه یا چند بلوک متغیر پیشنهاد شده است. به خصوص ، ADMM Jacobian با استفاده از این مزیت به روزرسانی موازی همه متغیرها نشان داده شده است. در [37-39] ، الگوریتم ADMM برای توسعه روشهای محاسباتی توزیع شده برای مشکلات بهینه جریان (OPF) مورد بررسی قرار گرفته است. در [40] ، مکانیسم بازار توزیع کاملاً غیر متمرکز با استفاده از روش ADMM بدست می آید. علاوه بر این ، استراتژی های مناقصه ژنراتورهای تجدید پذیر به دلیل هزینه های حاشیه ای صفر آنها در [41] در نظر گرفته شده است.

از آنجا که یک مکانیسم بازار توزیع شده غیرمتمرکز به روشی تکراری محاسبه می شود ، همگرایی آن از این رو یک مسئله اساسی است. نکته قابل توجه ، هنگام استفاده از روش ADMM برای توسعه یک بازار غیرمتمرکز ، تمام نتایج همگرایی که برای ADMM نگه داشته می شود ، هنوز هم برای مدل بازار غیر متمرکز است. در [36] ، ثابت می شود که اگر شرایط خاصی در مورد انتخاب پارامترها راضی باشد ، ADMM پروگزیمال ژاکوبیان می تواند با نرخ همگرایی O (1/ K) به همگرایی جهانی برسد. علاوه بر این ، اصطلاح پروگزیمال اضافه شده در عملکرد هدف نیز باعث می شود که اگر در ابتدا نباشد ، زیرنویس را به شدت یا به شدت محدب تبدیل کند.

یکی دیگر از مشکلات اساسی در مکانیسم غیرمتمرکز بازار برای DERS ، حفظ حریم خصوصی است. از آنجا که داده های پیشنهاد/پیشنهاد از شرکت کنندگان خصوصی است ، از اطلاعات هر یک از شرکت کنندگان باید از نشت به دیگران جلوگیری شود. نشت اطلاعات ممکن است منجر به رفتارهای سوداگرانه برخی از شرکت کنندگان شود و حتی منجر به عدم موفقیت مکانیسم بازار شود. در مقایسه با بازار متمرکز برق ، فرد غیر متمرکز نیازی به اپراتور بازار ندارد که مسئولیت بهره برداری از بازار را بر عهده داشته باشد و اطلاعات خصوصی شرکت کنندگان را مدیریت کند. بنابراین ، محافظت از حریم خصوصی شرکت کنندگان در یک مکانیسم بازار غیرمتمرکز به یک مشکل شدیدتر تبدیل می شود. در [41] ، از مقدار جمع شده داده های مناقصه/ارائه از سایر شرکت کنندگان برای حل هر زیرزمین استفاده می شود ، یعنی مقادیر جمع شده پیشنهادات/پیشنهادات در شبکه ارتباطی منتقل می شود. هر شرکت کننده پس از دریافت پیام های منتقل شده از همسایگان خود ، مشکل بهینه سازی خود را حل می کند. از طریق جمع آوری داده ها ، اطلاعات پیشنهاد/پیشنهاد شرکت کنندگان در حال رمزگذاری است. این داده ها در طی کل فرآیند رمزگشایی نمی شوند ، بنابراین مکانیسم بازار توزیع شده می تواند بدون افشای اطلاعات شخصی هر یک از شرکت کنندگان در برابر دیگران به گونه ای اداره شود. اطلاعات شخصی هر یک از شرکت کنندگان فقط برای حل مشکل بهینه سازی خود مورد استفاده قرار می گیرد.

مکانیسم بازار توزیع غیرمتمرکز برای معاملات DER با تعداد زیادی از شرکت کنندگان با توجه به ده ها هزار DER در مقیاس کوچک و کاربران نهایی در سیستم های توزیع مشخص می شود. بنابراین ، هنگام طراحی یک مکانیسم بازار غیرمتمرکز ، باید مقیاس پذیری خوبی برای ادغام کاربران بیشتر داشته باشد. علاوه بر این ، خروجی های مناقصه DER ها با نتیجه پیش بینی تولید در بازار توزیع تعیین می شوند. متناوب و عدم اطمینان از انرژی های تجدید پذیر نیاز به یک بازار توزیع دارد که به روشی انعطاف پذیر سازماندهی شود ، که می تواند به جای یک بازار روزانه به صورت نیم ساعته یا بازار ساعتی پیش عمل شود. در این شرایط ، نتایج پیش بینی برای تجدید پذیر می تواند کاملاً دقیق باشد. در نتیجه ، سرعت همگرایی سازوکارهای غیرمتمرکز بازار نیز باید تضمین شود تا معاملات به موقع انجام شود.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128238998000030

سیستم های قدرت مهندسی برق هوشمند

اعزام اقتصادی: مکانیسم استاندارد والراس

نسخه ساده طراحی بازار برق به اصطلاح اعزام اقتصادی (ED) است. ED یک بازار غیرمتمرکز با حراج های همزمان والراسیا برای کالاهای قابل تقسیم (برق) است. از نظر ریاضی ، آن را به شرح زیر رسمی می کند. با توجه به ژنراتورهای G که توسط G ، تقاضای بار D نمایه شده توسط K ، ED قصد دارد به حداکثر رساندن رفاه اجتماعی ، SW ، Eq.(1a) با انتخاب بهینه قدرت تولید P_جفو تقاضای D_kتهیه شدهجفت پیشنهادات قیمت کمیت برای هر یک از شرکت کنندگان توسط پیشنهاد D ¯ k ، پیشنهاد B K برای تقاضای بار و (پیشنهاد P ¯ G ، پیشنهاد C G) برای ژنراتورها داده می شود. قیمت برق ، λ ، از ارزش دوگانه تعادل برق حاصل می شود.(1b). همچنین به عنوان قیمت پاکسازی حاشیه سیستم (MCP) شناخته می شود. قدرت اعزام شده تولید P_جفو تقاضای D_kبه ترتیب با پیشنهادات کمیت (1D) و (1C) محدود شده اند. مشکل بهینه سازی (1) نمایانگر طراحی بازار ED به عنوان برنامه نویسی خطی بیان شده است. مدل های بهینه سازی خطی و محدب از ویژگی های خوبی برای استخراج قیمت ها به عنوان مقادیر دوگانه برخوردار هستند ، در حالی که مدل های بازار بهینه سازی غیر Convex این کار را نمی کنند (هیلیر و لیبرمن ، 2010).

طراحی بازار 1: اعزام اقتصادی

(1a) حداکثر p ، d s w = ∑ k ∈ D b k b i d d k - ∑ g ∈ G c g b i d p g (1b) λ: ∑ g ∈ D p g = ∑ k ∈ G d k ، (1C) 0 ≤ D K ≤ D ¯ K B I D ، ∀ K ∈ D (1d) 0 ≤ P G ≤ P ¯ K B I D ، ∀ G ∈ G

بازنمایی هندسی ED در شکل 2 نشان داده شده است. رفاه اجتماعی حداکثر منطقه ای است که می تواند بین همه پیشنهادات از ژنراتورها و خواسته ها ایجاد شود. بنابراین ، با مرتب سازی در افزایش نظم ، پیشنهادات تولید و در کاهش ترتیب پیشنهادات تقاضا ، می توانیم به راحتی سطح مطلوب اعزام انرژی و قیمت بهینه را پیدا کنیم که منطقه نماینده SW را به حداکثر می رساند.

راه حل بهینه ED بردار نسل ، P ∗ و تقاضا d ∗ و همچنین مقدار دوگانه معادله تعادل است ، λ ∗ که واقعاً بیانگر تقاطع هر دو منحنی پیشنهاد ، یعنی MCP است. در حقیقت ، مقدار λ ∗ افزایش حاشیه ای رفاه اجتماعی با توجه به افزایش تقاضای حاشیه ای در تعادل انرژی (1b) است ، یعنی λ ∗ = ∂ S W ∗ ∂ D P ∗ ، D. این نکته حائز اهمیت است که λ ∗ یک حساسیت محلی از SW از منبع برق است ، یعنی ، ∂ S W ∗ / ∂ D در تولید بهینه و اعزام تقاضا (P ∗ ، D ∗). نظریه حاشیه ای نام خود را از تفسیر قیمت ها به عنوان سهم حاشیه ای در بازده کلی بازار ، رفاه اجتماعی در این مورد وام می گیرد. در مرحله بعد ، ما نشان می دهیم که (P ∗ ، D ∗ ، λ ∗) دارای خواص اقتصادی مناسب و عملی هستند.

سه عنصر (P ∗ ، D ∗ ، λ ∗) از خروجی بازار (1) شهرک های بهینه انرژی و قیمت برق هستند. آنها دارایی ME را برآورده می کنند زیرا ED به حداکثر رساندن رفاه اجتماعی de facto (1a). آنها خاصیت CR را هم برای ژنراتورها و هم برای مصرف کنندگان برآورده می کنند. MCP همیشه بیشتر یا برابر با پیشنهادات ژنراتور اعزام شده ، یعنی λ ∗ ≥ C G G ، ∀ P G ∗ ≥ 0 ، به این معنی است که ژنراتورهای تولید کننده ضرر نمی کنند ، اما ممکن است سود مثبتی ایجاد کنند ، همچنین به عنوان شناخته می شوندمازادMCP همیشه پایین یا مساوی با پیشنهادات تقاضای اعزام شده ، یعنی λ ∗ ≤ b k پیشنهاد ، ∀ d k ∗ ≥ 0 است ، به این معنی که تقاضای بار هیچ ضرر نمی کند ، اما ممکن است مازاد مثبت دریافت کنند زیرا MCP پایین تر استاز تمایل آنها به پرداخت. سه مؤلفه خروجی ED ، همچنین دارایی BB را نیز برآورده می کند ، یعنی کلیه پرداخت های انجام شده توسط مصرف کنندگان برای برق تولید شده در MCP برابر با کل درآمد دریافت شده توسط ژنراتورها برای تولید برق است. بنابراین تقاضا و ژنراتورها به طور پولی متعادل هستند. سرانجام ، به طور کلی ، خاصیت IC تضمین نمی شود. بنابراین ، پیشنهادات شرکت کنندگان در بازار ممکن است هزینه عملیاتی واقعی آنها را برای ژنراتورها و تمایل به پرداخت تقاضا نشان ندهد یا ممکن است از هر مقدار موجود در پیشنهادات خود به منظور دستکاری در نتیجه نهایی بازار خودداری کنند. این وضعیت ناشی از قضایای غیرممکن است که می توان در چندین رفتار از جمله اتمی ظرفیت شرکت کنندگان در بازار ، حسابرسی پیشنهادات آنها (به ویژه برای هزینه های تولید) و نظارت بر عملکرد بازار توسط نهادهای نظارتی مستقل کاهش یافت.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128212042001628

هزینه هرج و مرج در بازارهای برق مبتنی بر تعهد

Ramteen Sioshansi ،. ریچارد اونیل ، در بازارهای رقابتی برق ، 2008

6. 1 مقدمه

معرفی رقابت در صنعت تأمین برق منجر به سؤالات مهم در مورد نیاز به بازارهای سازمان یافته برای هماهنگی کارآمد و قابل اعتماد سیستم قدرت و ویژگی های مطلوب و دامنه آن بازارها شده است. طراحی بازار برق ، سیستم های برق مشمول تعدادی از محدودیت های "شبکه" هستند ، به این دلیل که این محدودیت ها به اقدامات هر یک از شرکت کنندگان در بازار بستگی دارد و هر یک از شرکت کنندگان می توانند با استفاده از سیستم قدرت ، بیرونی را به دیگران تحمیل کنند. یعنی توانایی مشتری A در خرید قدرت از ژنراتور B می تواند به اقدامات ژنراتور C یا مصرف کننده بستگی داشته باشد. این پیچیدگی ها توانایی بازارهای غیرمتمرکز را برای تعهد کارآمد و امکان پذیر و اعزام واحدها در ضمن احترام به سیستم قدرت ، زیر سوال برده است. محدودیت ها و قوانین طراحی بازار برای هر بازارهای متمرکز که توسط یک اپراتور سیستم اداره می شود (SO). در حالی که یک بازار متمرکز ، از نظر تئوری ، می تواند کارآمدترین اعزام ژنراتورها را پیدا کند ، طرح های بازار دچار مشکلات عدالت و تشویقی می شود. طرح های غیرمتمرکز می توانند بر برخی از این موضوعات غلبه کنند اما به دلیل از دست دادن هماهنگی بین شرکت کنندگان در بازار ، ضررهای کارآیی را متحمل می شوند.

از آنجا که بازارهای برق در کشورهای مختلف بازسازی و تکامل یافته است ، از رویکردهای مختلفی با درجات مختلف موفقیت استفاده شده است. در ایالات متحده ، به عنوان مثال ، حرکت به سمت طراحی استاندارد بازار منجر به اعتماد شدید به بازارهای متمرکز باز و شفاف شده است. برعکس ، بازار انگلیس با یک بازار متمرکز در استخر اصلی برق آغاز شد و تحت تنظیمات جدید معاملات برق (NETA) و اصلاحات بعدی تحت توافق نامه های تجارت و انتقال برق انگلیس (BETTA) به یک طراحی غیر متمرکز تر منتقل شد. به معنای غلبه بر برخی از مشکلات تجربه شده در طراحی اصلی استخر متمرکز است. اگرچه این تفاوت های طراحی توسط واقعیت های بازار مانند مالکیت دارایی ، ترکیب تولید و زیرساخت های سیستم هدایت می شود ، "فلسفه" های مختلف در مورد نقش مناسب بازارهای متمرکز نیز در تعیین دامنه هر بازارهای متمرکز نقش داشته است. دو فصل در این جلد ، فصل 5 و فصل 11 ، به عنوان مثال ، به ترتیب بر اساس این فلسفه ها و تجربیات در بازارهای مختلف ، به ترتیب در مقابل بازارهای غیرمتمرکز متمرکز شده است.

در این فصل مسئله کارآیی اعزام مطرح شده توسط طراحی بازارها بر اساس اعزام متمرکز در مقابل اعزام غیر متمرکز است. با استفاده از داده های واقعی بازار از SO ، مجموعه ای از "معیارهای رقابتی" برای یک بازار متمرکز و غیرمتمرکز محاسبه و مقایسه می شود. این معیارهای رقابتی فرض می کنند که ژنراتورها در دستکاری پیشنهادات خود در دو بازار از نظر استراتژیک رفتار نمی کنند. مقایسه کل تعهد و هزینه اعزام دو طرح بازار ، میزان ضرر و زیان کارآیی تولید را از یک بازار غیرمتمرکز ، که کوچک اما غیر مهم هستند ، نشان می دهد. مقایسه کل هزینه های تسویه حساب دو طرح نشان می دهد که ژنراتورها می توانند بازپرداخت قابل توجهی از مصرف کنندگان را تحت یک طرح غیر متمرکز استخراج کنند ، نشان می دهد که اگر هدف از بازسازی کاهش هزینه های مصرف کننده باشد ، این طرح ممکن است رویکرد اشتباه باشد. این قیمت های بالاتر تحت یک طرح غیر متمرکز باعث می شود بیشتر تلفات کارآیی تخصیص یافته در بازارها با پاسخ تقاضا منجر شود. 1

باقیمانده این فصل به شرح زیر سازماندهی شده است. بخش 6. 2 زمینه بحث در مورد دامنه بازارهای متمرکز را ارائه می دهد. بخش های 6. 3. 1 و 6. 3. 2 بازارهای متمرکز و خود را به صورت متمرکز و مدل های بازار مورد استفاده در شبیه سازی ها شرح می دهند ، در حالی که بخش 6. 3. 3 نتایج و مقایسه دو طرح را ارائه می دهد. بخش 6. 4 نتیجه گیری را ارائه می دهد. ضمیمه 6A فرمولاسیون و الگوریتم های مورد استفاده در شبیه سازی ها و تجزیه و تحلیل را تشریح می کند.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780080471723500106

سیستم های قدرت مهندسی برق هوشمند

تعامل با اپراتور سیستم

همانطور که در بخش Prologue توضیح داده شده است: عملکردهای فعلی یک بازار برق ، در زمینه نظارتی فعلی ، اپراتور شبکه پیش بینی تزریق برق را از اپراتور بازار دریافت می کند تا خطرات احتمالی زیرساخت های فیزیکی را شناسایی کند. در زمینه یک بازار غیرمتمرکز ، چندین روش برای جایگزینی این تعامل امکان پذیر است.

بازار P2P به اندازه کافی حاشیه ای است که قوانین عملیاتی فعلی را تغییر نمی دهد. این مورد در مورد نمونه های استقرار آزمایشی که تاکنون وجود دارد.

کانال تعامل بین بازار P2P و اپراتور شبکه ایجاد می شود. این سپس یک سیگنال اگزوژن - از خارج - به بازار P2P است که اپراتور برای اطمینان از ایمنی زیرساخت های فیزیکی باید تنظیم کند.

اپراتور سیستم در هر روش تکرار - هماهنگ به طور مستقیم با بازار هماهنگ می شود.

رویکرد برون زا

بنابراین رویکرد درون زا شامل تزریق سیگنال به بازار P2P است. این سیگنال فرم زیر را می گیرد:

(12a) min (p n m) ∑ n ∈ ω [f n (∑ m ∈ ω n p n m) + ∑ m ∈ ω n γ n m p n m] (12b) s . t.∀ n ، m ، p n m = - p m n (12C) ∀ N ، M ، P N M Min ≤ P N M ≤ P N M MAX (12d) ∀ n ، p n min ≤ p n ≤ p n max

با γ_nmهزینه ای که توسط اپراتور شبکه تحمیل شده است. تنها هدف از این هزینه ، مجبور کردن نمایندگان برای کاهش معاملات خود به منظور احترام به محدودیت های عملیاتی شبکه است. بنابراین می توان آن را از یک مرحله زمانی به مرحله دیگر تنظیم کرد تا در صورت اضافه بار شبکه ، صفر باشد. علاوه بر این ، γ با توجه به معیارهای مختلف قابل تعیین است. به عنوان مثال ، با مالیات بر معاملات با توجه به مسافتی که نمایندگان را جدا می کنند: هرچه نزدیک تر باشند ، تجارت کمتر بر شبکه تأکید می کند. یا مطابق با مناطق تعریف شده توسط شکننده ترین خطوط. شکل 9 نمونه ای از بازار را در معرض چنین سیاست های برون زا قرار می دهد. بسته به خط مشی γ ، معاملات می توانند به طور یکنواخت یا پارتیشن کاهش یابد.

در نتیجه این هزینه ، اپراتور سیستم پول جمع می کند. این پول برای تأمین هزینه های عملیاتی استفاده می شود ، اما با توجه به خدمات انعطاف پذیری که آنها به جامعه ارائه داده اند ، در بین نمایندگان بازار نیز توزیع می شود. از آنجا که هدف از هزینه γ مجبور کردن نمایندگان به احترام به محدودیت های عملیاتی شبکه است ، نمونه ای در شکل 10 نشان داده شده است. پیکربندی اولیه بازار منجر به نقض ظرفیت برخی از خطوط شد - مشکل ساز ترین در خط نقطه. معرفی هزینه ، عملیات سازگار با زیرساخت های فیزیکی را بازیابی می کند ، اگرچه بسته به سیاست های انتخاب شده کم و بیش کارآمد است. هزینه اضافی برای بازار ، جمع آوری شده توسط اپراتور شبکه ، در صفحه پایین شکل نشان داده شده است. کارآمدترین خط مشی به نظر می رسد که محدودیت های شبکه را با کمترین هزینه تقویت می کند. این بهترین انتخاب به تنظیمات بستگی دارد. تعدیل قاطع آن در آینده نیاز به یک مشاهده شبکه خوب دارد و به تخصص اپراتور سیستم و تجربه اکتسابی آن بستگی دارد (Guerrero et al. ، 2018).

رویکرد درون زا

برخلاف یک رویکرد برونزا ، رویکرد درون زا در تلاش است تا در حد امکان در وضوح بازار P2P ، اپراتور سیستم را در حد نزدیک درگیر کند. در هر تکرار بازار - یا هر چند تکرار - اپراتور سیستم به منظور نشان دادن تخلفات ، نسخه ای از معاملات را دریافت می کند ، همانطور که در شکل 11 نشان داده شده است. چنین طرحی ثابت می کند که به اندازه یک جریان قدرت بهینه همانطور که در شکل 12 نشان داده شده است ، مؤثر است.

با این حال ، وضوح درون زا چندین مشکل عملیاتی را ارائه می دهد. اول از همه ، تعداد پیام های منتقل شده و خطرات تأخیرهای مرتبط با آن حتی بیشتر افزایش می یابد. این اثر آخر می تواند با استفاده از یک اجرای ناهمزمان همانطور که در شکل 12 نشان داده شده است ، محدود شود. علاوه بر این ، هزینه محاسباتی و محدودیت های زمان واقعی برای اپراتور سیستم در حال حاضر در مقیاس بزرگ قابل استفاده نیست. در آینده ، عدم تمرکز محاسبه اپراتور سیستم می تواند استفاده عملیاتی از این طرح را فراهم کند.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128212042000659

ارزیابی مجدد ادغام عمودی و جداسازی در بازارهای برق بازسازی شده

Hung-po Chao ،. رابرت ویلسون ، در بازارهای رقابتی برق ، 2008

1. 3. 1 عملیات سیستم پس از بازسازی

برخی از جنبه های صنعت با تغییر ساختار بی تأثیر باقی مانده است. اهمیت خدمات جهانی در حال حاضر تقویت شده است زیرا توسعه اقتصادی به فناوری هایی بستگی دارد که به منبع تغذیه قابل اعتماد متکی هستند. نقش سنتی روشنایی اکنون توسط سیستم های اطلاعاتی و ارتباطی دیجیتال تکمیل شده است. برنامه های گرمایشی و سرمایشی که ثانویه در نظر گرفته می شدند ، اکنون برای فعالیت های تجاری بسیار ضروری تلقی می شوند. افزایش نقش قابلیت اطمینان ، ویژگی عمومی خوب سیستم انتقال را افزایش می دهد ، که همچنان یک انحصار طبیعی است. اما مدیریت شبکه اکنون به عنوان یک کار فنی تلقی می شود ، کاری که حرفه مهندسی به خوبی قادر به انجام آن است ، و این می تواند بالاترین استانداردها را در زمان منطقه ای آن رعایت کند. این اجماع در اوایل آن سیستم ها با شرکت های انتقال ملی توسعه یافته است ، اما در ایالات متحده از استخرهای تعاونی و از این مشاهده که ابزارهای محلی به خوبی قادر به ادغام منابع خریداری شده از QF در عملیات معمول خود و رویه های اعزام شده اند ، تکامل یافته است.

مناطق کنترل محدود به مناطق خدمات شهری مانعی برای هماهنگی در مناطق وسیعی هستند که اکنون مورد نیاز است. بزرگی مشکلات هماهنگی در درزها در نهایت دامنه بهینه عملیات منطقه ای را نشان می دهد، اما تنها بزرگترین شرکت ها کاندیدای مناسبی برای حفظ مناطق کنترلی خود هستند. به همین ترتیب، انگیزه یک شرکت برای احتکار امکانات انتقال خود برای خدمت به بار اصلی خود، تخصیص کارآمد ظرفیت تولید و انتقال را مختل می کند. با درک این موضوع، دستورات تنظیم کننده های آمریکایی به طور پیوسته تشکیل اپراتورهای سیستم مستقل (ISO) و سازمان های انتقال منطقه ای (RTOs) با اختیار مدیریت روزانه سیستم های انتقال منطقه ای و مسئولیت تضمین دسترسی آزاد و قیمت گذاری بدون تبعیض را الزامی یا تشویق کرده اند. این تغییرات تا حدی سازمانی هستند، اما همچنین مالی هستند، زیرا از اصول حمل مشترک استفاده می کنند، هزینه های انتقال را حذف می کنند و هزینه هایی را برای بازیابی هزینه های خدمات جانبی و ارسال مجدد برای کاهش ازدحام انتقال تحمیل می کنند.

1. 3. 1. 1 ادغام شبکه و کنترل بازار

از دیدگاه اقتصادی، تخصص سازمانی ارائه شده توسط اپراتورهای سیستم به دلیل دو ویژگی قابل توجه است. مهمتر از همه این است که عوامل خارجی ذاتی در عملیات شبکه توسط رویه های مهندسی که استانداردهایی را برای قابلیت اطمینان و امنیت اعمال می کنند، کنترل می شود. آشکارترین جنبه خارجی از نقش شبکه به عنوان یک کالای عمومی که امکان انتقال بین مکان ها را فراهم می کند ناشی می شود. از آنجا که شبکه در برابر خرابی های آبشاری آسیب پذیر است، سوئیچ های اتوماتیک خطوط را باز می کنند و ژنراتورها را قطع می کنند تا آسیب به تاسیسات به حداقل برسد. عواقب آن برای تامین کنندگان و مشتریان خرده فروشی به دلیل از دست دادن تولید و مصرف برق تا حدی گذرا است، اما تجهیزات و لوازم آنها نیز می تواند آسیب ببیند و مشتریان صنعتی می توانند کالاها را در مراحل میانی تولید از دست بدهند و هزینه های بیکاری را متحمل شوند.

خارجی بودن ظریف ناشی از تفاوت بین فن آوری های عرضه و تقاضا است. از طرف عرضه ، ذخایر پاسخ سریع کافی باید در دسترس باشد تا اکثر شرایط احتمالی را برآورده کند زیرا نرخ رمپ ژنراتورها محدود است. ارزش بالای سطح رمپ در سمت عرضه هیچ همتایی در طرف تقاضا ندارد ، زیرا مشتریان فقط به این موضوع اهمیت می دهند که برق روشن یا خاموش باشد. 2 اگر فقط یک مشتری (به عنوان مثال ، یک ابزار) وجود داشته باشد ، به وضوح می بیند که در دسترس بودن قدرت مداوم به تأمین و پرداخت آن برای ذخایر بستگی دارد. اما اگر مشتری های زیادی وجود داشته باشند ، هرکدام می دانند که آنچه برای ذخایر می پردازد تأثیر کمی در دسترسی خود به قدرت دارد. این یک مشکل کلاسیک سوار آزاد است (اگر مشتری های زیادی وجود داشته باشند ، هر یک ترجیح می دهند دیگران را برای اطمینان از آن تهیه و پرداخت کنند) زیرا تأثیر حاشیه ای از سهم مشتری در ذخایر تأثیر کمی در قابلیت اطمینان کلی سیستم دارد و بنابراین تأثیر کمی بر روی آنقابلیت اطمینان منبع آن مشتری. مشکل سوارکار آزاد حتی در صورتی که مشتریان چند برنامه کاربردی داشته باشند ، قابل توجه است ، زیرا هرکدام می بینند که ارزش حاشیه ای خود را از یک دلار حاشیه ای که برای ذخایر هزینه شده است ، به شدت به میزان کمک دیگران بستگی دارد.

بنابراین ، بدون مداخله نظارتی و فرماندهی و کنترل مهندسی ، بازارهای ذخایر موظفند ناکارآمد باشند یا حتی فروپاشی شوند. این ملاحظات فراتر از ذخایر عملیاتی روزانه به مشکل کلی اطمینان از منابع عرضه کافی ، از جمله تولید و ظرفیت انتقال ، گسترش می یابد. برای یک سرمایه گذار ، ساخت گیاهی که بیشتر اوقات بیکار خواهد بود ، زباله به نظر می رسد زیرا فقط به ندرت برای دیدار با شرایط احتمالی خوانده می شود ، و این به همان اندازه در مورد خط انتقال ساخته شده برای تهیه نسخه پشتیبان برای دیگران که ممکن است شکست بخورند ، صادق است. بنابراین ، برای اطمینان از اینکه سرمایه گذاری کافی است ، نوعی پرداخت به ظرفیت بیکار ضروری است. موضوعات عملی اجرای الزامات کفایت منابع در Chao و همکاران مورد بررسی قرار می گیرد.(2006).

در اصل ، هر مشتری می تواند برای میزان تغییر در بار خود شارژ شود و در نتیجه برای ژنراتورهای ذخیره با نرخ رمپ بالا پرداخت می شود. با این حال ، یک مزیت اقتصادی اساسی یک سیستم برق منطقه ای این است که تغییرات بارهای مشتریان تا حد زیادی لغو می شود ، و بارهای کل قابل ملاحظه ای قابل پیش بینی هستند-پیش بینی روزانه بار اوج کل در یک ساعت معمولاً در 3 دقیق در نظر گرفته می شود٪ یا 4 ٪به همین دلیل ، قیمت گذاری خرده فروشی تا حد زیادی احتمال شارژ برای تغییر بار را به غیر از براساس مشخصات بار مشتری در طی یک دوره طولانی مانند یک سال و تا حدی نادیده گرفته است ، با قیمت واقعی انرژی هر چند مورد تجدید نظر می کنددقایق.

می توان در برخی از شرایط تغییر کل ، مانند رمپ صبح در ابتدای روز کاری ، یا برای افزایش استفاده از تهویه مطبوع هنگام افزایش درجه حرارت در یک بعد از ظهر گرم تابستان ، برای تغییر بار هزینه کرد ، اما در واقع اندازه گیری و قیمت گذاری نبوده است. به این درجه پالایش توسعه یافته است. در عوض ، عملکرد سیستم بافر برای اطمینان از تطبیق مداوم عرضه و تقاضا ، مجدداً ژنراتورهای آنلاین و فراخوانی از ذخایر در صورت لزوم برای پیروی از بار کل ، فراهم می کند. این بافر تا حدودی اتوماتیک است ، زیرا ژنراتورهای مجهز به فرمانداران و کنترل های اتوماتیک (AGC) در پاسخ به تغییرات فرکانس شناسایی شده توسط سنسورها ، خروجی توان را تنظیم می کنند.

بافر اتوماتیک فاصله ای را با فاصله ای فراهم می کند ، که معمولاً حدود 10 دقیقه در نظر گرفته می شود ، که در آن می توانید مجدداً مجدداً از ذخایر استفاده کنید و با ذخایر هیدرو و ریسندگی شروع کنید و سپس ذخایر غیر اسپین که نیاز به راه اندازی و همگام سازی دارند. اهمیت اساسی اقتصادی عملیات سیستم این است که آنها مکانیسم های بازار واسطه قیمت را به نفع فرماندهی و کنترل برای اطمینان از قابلیت اطمینان و تطبیق در زمان واقعی عرضه و تقاضا ، به دست می آورند. فرآیندهای بازار ممکن است قابل استفاده برای تعادل عرضه و تقاضا تقریباً به طور مداوم مورد استفاده قرار گیرد ، اما هزینه ها و خطرات بسیار شدید است تا آنها را در بازه زمانی کوتاه که در یک سیستم قدرت مرتبط است امکان پذیر کند.

بنابراین ، اقتصاد دامنه مورد استفاده برای توجیه خدمات عمودی یکپارچه در ایالات متحده ، اکنون بیشتر با ادغام مدیریت شبکه و بازار عمده فروشی در اپراتورهای سیستم بدست می آید. این تحولات در ایالات متحده از ابتکارات قبلی در سایر کشورها با شرکت های انتقال ملی تقلید کرد. پیوند سیستم های دولتی اسکاندیناوی به Nordpool چند ملیتی هماهنگ یک مدل و دیگری استخر انگلیس-والس بود که از سال 1989 آغاز شد [به عنوان مثال. هانت (2002) و آنالوگ های آن در آرژانتین ، آلبرتا و استرالیا - بعداً توسط نیوزیلند ، اسپانیا و دیگران دنبال شد ، به عنوان مثال. EPRI 2002 و Rudnick و همکاران.(2005) و بارکر و همکاران.(1997)]. برخی از سیستم های تلفیقی با مشکلات اولیه عملیاتی و اقتصادی روبرو شده اند و همه بعداً از بعضی جهات اصلاح شدند ، اما اصل اساسی که سیستم های منطقه ای کارآمدتر و قابل اطمینان تر هستند ، به چالش کشیده نشده است.< pan> بنابراین ، اقتصاد دامنه برای توجیه خدمات به صورت عمودی یکپارچه در ایالات متحده ، اکنون بیشتر با ادغام مدیریت شبکه و بازارهای عمده فروشی در اپراتورهای سیستم بدست می آید. این تحولات در ایالات متحده از ابتکارات قبلی در سایر کشورها با شرکت های انتقال ملی تقلید کرد. پیوند سیستم های دولتی اسکاندیناوی به Nordpool چند ملیتی هماهنگ یک مدل و دیگری استخر انگلیس-والس بود که از سال 1989 آغاز شد [به عنوان مثال. هانت (2002) و آنالوگ های آن در آرژانتین ، آلبرتا و استرالیا - بعداً توسط نیوزیلند ، اسپانیا و دیگران دنبال شد ، به عنوان مثال. EPRI 2002 و Rudnick و همکاران.(2005) و بارکر و همکاران.(1997)]. برخی از سیستم های تلفیقی با مشکلات عملیاتی و اقتصادی اولیه روبرو شده اند ، و همه بعداً از بعضی جهات اصلاح شدند ، اما اصل اساسی که سیستم های منطقه ای کارآمدتر و قابل اطمینان تر هستند به چالش کشیده نشده است. از این رو ، اقتصاد دامنه برای توجیه خدمات یکپارچه عمودی در توجیه شده است. ایالات متحده اکنون بیشتر با ادغام مدیریت شبکه و بازار عمده فروشی در اپراتورهای سیستم بدست می آید. این تحولات در ایالات متحده از ابتکارات قبلی در سایر کشورها با شرکت های انتقال ملی تقلید کرد. پیوند سیستم های دولتی اسکاندیناوی به Nordpool چند ملیتی هماهنگ یک مدل و دیگری استخر انگلیس-والس بود که از سال 1989 آغاز شد [به عنوان مثال. هانت (2002) و آنالوگ های آن در آرژانتین ، آلبرتا و استرالیا - بعداً توسط نیوزیلند ، اسپانیا و دیگران دنبال شد ، به عنوان مثال. EPRI 2002 و Rudnick و همکاران.(2005) و بارکر و همکاران.(1997)]. برخی از سیستم های تلفیقی با مشکلات اولیه عملیاتی و اقتصادی روبرو شده اند و همه بعداً از بعضی جهات اصلاح شدند ، اما اصل اساسی که سیستم های منطقه ای کارآمدتر و قابل اطمینان تر هستند ، به چالش کشیده نشده است.