تحليل سودبخشي تشكيل ائتلاف نيروگاه مجازي و تجميع‌ كننده بار در شبكه توزيع فعال

Profitability Analysis of Coalition of Virtual Power Plants and Load Aggregators in Active Distribution Networks

منابع انرژي پراكنده (DER) با محوريت مولدهاي تجديدپذير نقش مهمي را در شبكه‌هاي توزيع فعال كه مباحث زيست‌ محيطي يكي از دغدغه‌هاي آن محسوب مي‌شود، ايفا مي‌كنند. كوچك بودن مقياس اين نوع منابع و توليد نايقين واحدهاي تجديدپذير از مهم‌ترين چالش‌هاي عدم حضور اين واحدها در بازارهاي عمده‌فروشي برق مي‌باشند. بر اساس مفهوم نيروگاه مجازي (VPP)، امكان يكپارچه‌سازي و تجميع منابع ناهمگون DER محقق مي‌شود ضمن اينكه پوشش ريسك‌هاي مرتبط با عدم‌قطعيت توليد اعضاي ائتلاف VPP ممكن مي‌گردد. همچنين، هماهنگي يكپارچه منابع DER تحت نيروگاه مجازي نسبت به حالتي كه اين منابع به طور مجزا در تعاملات تجاري حضور پيدا مي‌كنند، باعث ايجاد سود مازاد مي‌گردد. در اين مقاله، در ابتدا نحوه مدل‌سازي رياضي هر يك از اعضاي تشكيل‌دهنده ائتلاف VPP و مشاركت مجموعه‌ي آن‌ها در بازار روز فروش برق ارائه مي‌گردد. در ادامه، چگونگي تشكيل ائتلافي بزرگتر ميان VPP و تجميع‌كننده بار و مشاركت يكپارچه اين دو نهاد تجاري در بازار روز فروش و بازار زمان-حقيقي مورد تحليل قرار مي‌گيرد. در نهايت با ارائه يك مورد مطالعاتي، ميزان سود بخشي حاصل از تشكيل چنين ائتلافي در شبكه‌هاي توزيع فعال نشان داده خواهد شد.

Distributed Energy Resources (DERs) play a key role in the Active Distribution Networks (ADNs) with environmental concerns. Their small scales and the uncertainty pertaining to intermittent generation of renewable resources are the major challenges of participating in the wholesale electricity markets. Based on the concept of Virtual Power Plant (VPP), the aggregation of heterogeneous DERs is possible and the associated risks of their uncertain generation or consumption can be also hedged. Moreover, the coordination of DERs under the umbrella of VPP yields a surplus profit in comparison with the profits made by uncoordinated DERs. In this paper, the mathematical modeling of each member of the VPP and the way of its involvement in the pool are first presented. Then, the coalition forming of a VPP with a Load Aggregator (LA) and their simultaneous participation in both the day-ahead and real-time markets are analyzed. Finally, the profitability of such bigger coalition in ADN is demonstrated via a comprehensive case study.