عملکرد بهینه واحدهای ذخیره ساز انرژی در بازار برق با روش قیمت گذاری گره ای

امروزه حرکت جهانی گسترده ای در راستای هوشمندسازی شبکه های توزیع آغاز شده است. گسترش زیاد باتری ها و دیگر سیستم های ذخیره ساز انرژی (ESS) یکی از حوزه های با اولویت بالا برای ساخت یک شبکه هوشمند است. به منظور ازبین بردن ناپایداری ناشی از تولید منابع تجدیدپذیر، سیستم های ذخیره ساز انرژی برای ایجاد یک سیستم تولید انرژی الکتریکی با کیفیت و قابلیت اطمینان بالا مورد استفاده قرار گرفته اند. این سیستم ها جهت ذخیره سازی انرژی در زمانی که قیمت انرژی در بازار برق کمینه می باشد و فروش آن در زمان بیشینه قیمت (اوج بار) بکار گرفته می شوند.با توجه به این که واحدهای ذخیره ساز انرژی به دنبال رسیدن به حداکثر سود بوده و قابلیت تملک توسط سرمایه گذار و همچنین قابلیت عملکرد به طور مستقل نیز هستند. در این مقاله روشی به منظور عملکرد بهینه واحدهای ذخیره ساز انرژی در بازار برق با روش قیمت گذاری گره ای ارائه می شود. همچنین در روش پیشنهادی عامل اصلی تصمیم گیری مالکین سیستم های ذخیره ساز، قیمت برق بوده و سودآوری این منابع به عنوان اولویت اول در نظر گرفته می شود. شرط اساسی سود آوری این ذخیره سازها بکارگیری استراتژی مناسب برای فروش و خرید انرژی در بازار می باشد. قیود فنی شامل قیود شبکه، نرخ شارژ و دشارژ منابع ذخیره ساز و وضعیت شارژ این منابع نیز در تعریف مساله لحاظ شده اند. با کمک روش پیشنهادی، می توان میزان انرژی خریداری شده یا فروخته شده در بازار و وضعیت شارژ یا دشارژ منابع ذخیره ساز انرژی را تعیین کرد. مساله به گونه ای فرمول بندی می شود که قابلیت حل آن توسط روش های بهینه سازی فراابتکاری میسر بوده و برای حل آن از یک الگوریتم بهینه سازی هوشمند جدید به نام الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش-یادگیری (TLBO) استفاده می شود. پس از جمع آوری داده ها و انجام مطالعات مورد نیاز، با تعریف مدل مناسب برای شبکه، سیستم های ذخیره ساز و همچنین توابع هدف، مساله با کمک شبیه سازی و بهینه سازی مناسب بر اساس الگوریتم پیشنهادی در نرم افزار MATLAB حل می شود. مطالعات موردی مختلف روی شبکه ۳۳ شینه توزیع برق شعاعی استاندارد IEEEبا اعمال روش پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفت نتایج بدست آمده از الگوریتم TLBO نشان داد که این الگوریتم کارآمد بوده و توانایی همگرا شدن به جواب بهینه سراسری با سرعت بالا را دارد. همچنین شارژ و دشارژ واحدهای ذخیره ساز به صورت بهینه باعث سودآوری این واحدها می شود. زیرا معمولا در مواقعی که قیمت برق ارزان تر می باشد، واحدها شروع به شارژ ( ذخیره سازی ) می کنند و در زمانی که قیمت برق گران بوده واحدهاشروع به دشارژ (فروش انرژی) می کنند. این موضوع باعث می شود تا هزینه های بهره برداری این واحدها کاهش پیدا کرده و موجب سودآوری آن شود.