در این فصل دیاگرام خطی دو نیروگاه مجازی مورد بررسی نشان داده شده است.توابع هدف و قیود مربوطه به این نیروگاه ها در فصول قبل بیان شده است. حضور نیروگاه هم در بازار انرژی و هم در بازار رزرو شبیه سازی شده است.
نتایج مربوط به مدلسازی هر یک از نیروگاه ها به همراه تحلیل آنها ابتدا بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت ها و سپس با در نظر گرفتن عدم قطعیتها در دوره ی زمانی ۲۴ ساعت ارائه شده است. بدین نحو که در ابتدا عدم قطعیت قیمت و سپس عدم قطعیت قیمت و پیش بینی بار به صورت همزمان در نظر گرفته می شود.
۴-۲ معرفی شبکه ی اول(نیروگاه مجازی ۱)
دیاگرام تک خطی نیروگاه مجازی در شکل (۴-۱) نشان داده شده است. به منظور اطمینان از صحت نتایج حاصل از پیاده سازی الگوریتم، نتایج شبیه سازی با نتایج حاصل از مرجع]۴۰ [تطبیق داده شده است.
شکل (۴-۱): دیاگرام تک خطی نیروگاه مجازی۱
۴-۳ شبیه سازی و تحلیل نتایج برای نیروگاه مجازی ۱ با در نظر گرفتن بازار انرژی
۴-۳-۱ حالت مبنا (در غیاب عدم قطعیت ها)
در ابتدا با بهره گرفتن از روابط موجود در مرجع]۳۷ [و داده های ورودی مرجع]۴۰ [، برای حالتی که تنها بازار انرژی در نظر گرفته می شود، شبیه سازی انجام شد.شبیه سازی با بهره گرفتن از نرم افزار MATLAB انجام گرفته است، به طور متوسط مدت زمان اجرای برنامه ها ۳ روز به طول انجامیده است. با توجه به وجود بارهای قابل قطع در سیستم، امکان قطع بار به میزان حداکثر ۲۵ کیلووات در ساعات ۸-۷ و ۱۸-۱۱ امکان پذیر است. همچنین هزینه ی بار قطع شده جهت پرداخت به مصرف کننده رابطه بدست می آید که در آن بار تامین نشده است. برای نشان دادن وضعیت روشن و خاموش بودن DG متغیر باینری UDG در نظر گرفته شد. تابع هزینه ی تولید DG طبق رابطه یC(dg)=0.01Pdg2+8.5Pdg محاسبه می گردد. برای برآورده شدن قیدهای حداقل زمان توقف و فعالیت واحد تولید پراکنده از روش جابجایی بیت ها استفاده شده است]۴۱ [. جهت پخش بار در شبکه مورد مطالعه از الگوریتم جاروب رفت و برگشت استفاده شده است. حداقل میزان ظرفیت باقیمانده برای دستگاه ذخیره کننده ۵ کیلووات می باشد، لذا در شبیه سازی، پارامتری جهت نشان دادن مقدار آن در هر ساعت تخصیص داده شد. میزان انرژی خرده فروشی برای آخرین مصرف کننده، قیمت انرژی، قیمت رزرو و میزان بار پیش بینی شده در جدول (۴-۱) نشان داده شده است.
شکل (۴-۲) (الف) نمودار تولید واحد تولید پراکنده را در دوره ی مورد مطالعه نشان می دهد. همانطوریکه در این شکل ملاحظه می شود، در ساعات ۱۵-۱ و ۲۴-۲۲ که قیمت بازار انرژی از هزینه ی تولید DG بیشتر است، DG روشن است و تا حداکثر ظرفیت تولیدی عمل می نماید، زیرا حداکثر سود از طریق روشن ماندن DG حاصل می شود. شکل (۴-۲) (ب) وضعیت بار قطع شده در زمان های مختلف را نشان می دهد. چنانکه در فرضیات مساله نیز مطرح شد، قطعی بار در ساعات ۷-۸ و ۱۱-۱۸ مجاز می باشد. اما به دلیل آنکه DG در ساعات ۱۶-۱۸ خاموش است و همچنین میزان قیمت خرده فروشی زیاد است، نیازی به قطعی بار نمی باشد .شکل (۴-۲) (ج) میزان شارژ و دشارژ دستگاه ذخیره ساز الکتروشیمیایی را نشان می دهد. مقادیر مثبت نشان دهنده ی شارژ دستگاه ذخیره ساز و انتقال توان به شبکه (تزریق توان به شبکه) و مقادیر منفی دهنده ی دشارژ دستگاه ذخیره ساز و جذب توان از شبکه می باشد. در طی ساعات ۱۶ تا ۲۱ DG خاموش می باشد، در نتیجه توان تولیدی آن صفر می باشد. لذا توان مورد نیاز مصرف کننده باید از منابع دیگری تامین گردد. همچنین در طی این ساعات مقداری از بار متناسب با نیاز شبکه قطع گردیده است. در طی این ساعات مقدار توان شبکه مثبت می باشد. این بدین معناست که VPP در این ساعات از شبکه انرژی را خریداری می نماید. با نگاهی به مقادیر قیمت انرژی موجود در جدول (۴-۱) در طی این ساعات، به دلیل پایین بودن قیمت انرژی در این ساعات این امر (خرید انرژی) دارای صرفه ی اقتصادی است. در طی این ساعات سود دارای مقدار مثبتی می باشد. شکلهای (۴-۲) (د) و (۴-۲) (ه) به ترتیب نتایج پیشنهاد برای بازار انرژی و مقدار سود نیروگاه مجازی را در دوره مطالعه نشان می دهند. در ساعت ۱۶ توان مورد نیاز (Demand) شبکه ۱۰۵ کیلووات می باشد. پیشنهاد نیروگاه مجازی برای شرکت در بازار، خرید ۱۲۸۰/۱۰۸ کیلوات انرژی می باشد. دستگاه ذخیره ساز به میزان ۱۹۷۸/۲ کیلووات شارژ می شود. میزان بار قطع شده در ساعت ۱۶ برابر با ۲۹۴۱/۰ کیلووات است.
جدول (۴-۱): اطلاعات ورودی مساله]۴۰ [
زمان | بار (KW) |
نرخ خرده فروشی انرژی ($/Mwh) |
نرخ عمده فروشی انرژی ($/Mwh) | نرخ رزرو ($/Mw) |
۱ | ۹۷ | ۹ | ۵/۱۱ | ۵/۱۲ |
۲ | ۹۲ | ۹ | ۵/۱۱ | ۵/۱۲ |
۳ | ۹۰ | ۹ | ۵/۱۱ | ۵/۱۲ |
۴ | ۸۸ |