برنامه‌ريزي توسعه توليدات پراكنده در پست‌هاي فوق‌توزيع با در نظر گرفتن توسعه پست‌هاي انتقال با استفاده از مدل دوسطحي جديد

Distributed Generation Expansion Planning in Sub-Transmission Substations Considering Transmission Substations Expansions using a Novel Bi-level Model

در اين مقاله، چهارچوبي جديد براي حل مسئله برنامه‌ريزي توسعه منابع توليدپراكنده (DG) در پست‌هاي فوق‌توزيع با در نظر گرفتن امكان توسعه ظرفيت پست‌هاي انتقال شبكه در حضور مشوق‌هاي سرمايه‌گذاري ارائه مي‌شود. در مدل پيشنهادي، مشوق‌هاي سرمايه‌گذاري موردمطالعه قراردادهاي تضميني خريد برق و پرداخت‌هاي ظرفيت را شامل مي‌شود. مسئله برنامه‌ريزي در قالب يك مدل دوسطحي ارائه مي‌شود كه سطح اول آن شامل بهينه‌سازي تصميمات سرمايه‌گذار با هدف كسب سود حداكثر و سطح دوم شامل مسئله بهينه‌سازي تسويه بازار و تصميم‌گيري در مورد توسعه پست انتقال بالادست است. به‌دليل وجود متغير باينري در مسئله سطح پايين و نا محدب بودن آن، تبديل مسئله دوسطحي به يك مسئله برنامه‌ريزي رياضي با قيود تعادل (MPEC) امكان‌پذير نيست. لذا تركيبي از الگوريتم يكايك‌شماري و بهينه‌سازي رياضي استفاده مي‌شود. در اين روش، با توجه به محدود بودن تعداد گزينه‌هاي توسعه ظرفيت پست‌هاي انتقال، تمامي حالات ممكن توسعه به‌صورت يكايك شماري در نظر گرفته شده و براي هريك از تركيب‌ها، مسئله MPEC تبديل‌شده به يك مسئله برنامه‌ريزي خطي صحيح آميخته (MILP)، حل مي‌شود. كارايي چهارچوب پيشنهادي بر روي يك شبكه قدرت نمونه 6 شينه و شبكه فوق‌ توزيع غرب استان مازندران با انجام شبيه‌سازي‌ها و تحليل‌هاي لازم، مورد آزمون قرار مي‌گيرد.

In this paper, a novel framework is proposed to solve distributed generation (DG) expansion planning problem in sub-transmission substations considering expansions of transmission substation capacities in the presence of incentives. The prposed model includes both the firm contract and capacity payment as incentive options. A bi-level model is presented for the problem, where the upper level consists of optimal decision of investor through maximizing profit, while market clearing and substation expansion are considered in lower level. Due to existing of binary variable in the lower level problem and therefore its non-convexity, it is not possible to convert the bi-level problem in to a single level, so-called mathematical problem with equilibrium constraints (MPEC). Thus, an algorithm which gains the combination of enumeration and mathematical optimization is used to tackle with the non-convexity. In the proposed approach, according a few number of expansion strategies of substation upgrading, all strategies are considered and a MILP is solved for each strategy. The efficieancy of the proposed model is examined on a six-bus network and on a part of subtransmission network of MAZANDARAN regional electric company (MREC).