بيشينه‌سازي سود بهره‌برداري در سيستم‌هاي انرژي چندحاملي مبتني بر ريسك

Risk-Based maximization of operation benefit in multi-carrier energy systems

استفاده از حامل‌هاي انرژي مختلف در كنار يكديگر بحث قابل اهميتي بوده كه طي سال‌هاي اخير از آن تحت عنوان هاب انرژي ياد مي‌شود. مدير هاب به‌عنوان يك واسطه، ضمن مديريت انرژي در هاب، انرژي موردنياز مصرف‌كنندگان را نيز تأمين كرده و به دنبال راه‌هايي براي افزايش سود خود است. ازاين‌رو در اين مقاله، تصميم‌گيري براي بيشينه‌سازي سود بهره‌برداري مدير هاب در يك بازه زماني ميان‌مدت، در محيط تجديد ساختار يافته بررسي شده ‌است. هاب تحت‌ مطالعه داراي ورودي‌هاي الكتريكي و گاز و خروجي‌هاي الكتريكي و حرارتي است. يك واحد توليد همزمان برق و حرارت (CHP) و كوره حرارتي نيز در درون هاب قرار داشته كه تحت مالكيت مدير است. انرژي الكتريكي از طريق بازار حوضچه توان، قراردادهاي پيش‌رو و واحد توليد همزمان تهيه مي‌شود. اين انرژي از بازار عمده‌فروشي با قيمت متغير خريداري ‌شده و با يك تعرفه ثابت به مشتريان فروخته مي‌شود. بنابراين قيمت پيشنهادي مدير بايد به‌گونه‌اي باشد كه ضمن حفظ مشتري، بيش‌ترين سود را نيز به همراه داشته باشد. انرژي حرارتي نيز از طريق CHP و كوره حرارتي با تعرفه ثابت ورودي گازي توليد مي‌شود. متغيرهاي تصميم در اين مسئله عبارت‌اند از: ميزان خريد انرژي الكتريكي از منابع مختلف، ميزان خريد گاز طبيعي و قيمت پيشنهادي براي فروش انرژي الكتريكي در يك دوره زماني ميان‌مدت. بار الكتريكي مشتريان نيز متغير بوده كه به‌ نوبه خود بر پيچيدگي تصميم‌گيري مي‌افزايد. براي كاهش آثار ناشي از عدم قطعيت‌ها و تصميم‌گيري با كم‌ترين ريسك، معياري مناسب از ارزيابي ريسك انتخاب شده ‌است. كارايي مدل پيشنهادي با انجام دو آزمايش بررسي مي‌شود.

Simultaneous utilization of multiple energy carriers is an increasingly important topic, related to the concept of Energy Hub. Hub managers seek the ways to increase their benefit by procuring consumers load and managing the energy as an intermediary. Hence, decision making to maximize the hub manager benefit attracted lots of attention which the topic of investigation in this paper. The proposed algorithm is designed for medium-term time horizon energy hub in the restructured power system. The energy hub studied includes electricity and gas as its inputs and electricity and heat energy as its outputs. There are a Combined Heat and Power (CHP) and furnace units in the hub which are owned by the manger. Electricity is procured using pool market framework and forward contracts and the CHP unit. This energy is procured in the pool with uncertain prices and sold to consumers with fixed tariffs. Therefore, proposed price to customers should maintain the consumers as well as maximize the benefit. Heat energy is also procured by the CHP and furnace units with fixed tariff on gas. Decision making variables are amount of purchased electrical energy from different resources, amount of purchased natural gas as well as the price offered to the consumers in a medium-term time horizon. Electrical load demands of the consumers have uncertainty which is complicates the decision making process. An efficient risk aversion index is selected in order to decrease the uncertainties effect. The effectiveness of the proposed model is investigated in two experiments.