يك مدل چند منطقه اي جهت توسعه بهينه سيستم توليد انرژي الكتريكي در شرايط رقابتي

A Multi-regional Model for Optimal Expansion Planning of Electrical Energy Supply System in the Competitive Environment

در سالهاي اخير، تغيير ساختار و مديريت غير متمركز سيستمهاي انرژي بصورت حركتي جدي در بسياري از كشورها آغاز شده است و تجربيات گذشته در اين زمينه نشان دهنده آن است كه اكتفا به ساز وكار بازار براي اطمينان از كـفايت توليد و عرضه انرژي در بلند مدت، فاقـد كـارآمدي لازم مي باشد. لذا، مبحث برنامه ريزي جهت توسعه بهينه سيستم عرضه انرژي، از جمله مباحث اساسي در شرايط تجديد ساختار شده مي باشد. برنامه ريزي براي توسعه سيستم در شرايط رقابتي، بسيار پيچيده تر از سيستمهاي كلاسيك مي باشد. مطالعات انجام شده در اين زمينه نشان دهنده آن است كه در بسياري از مدلهاي پيشنهادي، دستيابي به شرايط تعادل بازار به عنوان يك راهكار موثر و مفيد براي تحلـيل بلند مـدت رفتار بهينه اجزا سيستم مورد استفاده قرار گرفته است. در اين مقاله، ابتدا از يك مدل مبتني بر تعادل Nash-Cournot، براي توسعه بلند مدت سيستم توليد پيشنهاد شده است. استفاده از اين مدل به فرم اوليه خود، به دليل گستردگي مجموعه جوابها و تعدد متغيرها داراي پيچيدگي بسيار بوده و فاقد حل صريح مي باشد. بنابراين، الگوريتمي جهت يافتن جواب تقريبي مسيله پيشنهاد شده كه برمبناي تركيبي از روشهاي برنامه ريزي تعادل ايستا و تعادل پويا مي باشد. سود خالص تنزيل داده شده، به عنوان تابع هدف هر شركت مد نظر قرار گرفته است و متغيري است كه بايد در افق زماني بلند مدت ماكزيمم شود. نتايج حاصل از پياده سازي الگوريتم و تست موردي آن بر روي يك سيستم فرضي توليد انرژي الكتريكي، نشان دهنده كاربردي بودن اين روش براي بدست آوردن حالت تعادل در مسايل پيچيده برنامه ريزي در شرايط رقابتي مي باشد

During recent years, restructuring of energy systems has been triggered as a drastic movement by many countries. Relevant experiences show that pure market mechanism will not ensure long-term demand satisfaction and optimal expansion of the supply system. Therefore, expansion planning of the energy supply system is considered as a fundamental issue in the restructuring studies. Unlike conventional systems, Competitive condition makes planning more complex in new systems. Analysis of recent studies in long-term energy system development shows that the market equilibrium evaluation is an effective and useful technique that is used to analyze the optimum condition of the energy supply system. In this paper, basically a Nash-Cornet Market Equilibrium model has been suggested to predict long-term expansion of the electricity generation system. Conventional version of this technique is very complex due to high span of existing dataset and variables, so one may not find a clear solution to solve it. Thus, to find an approximate solution for the suggested model, an algorithm based a combination of static and dynamic equilibrium planning methods has been established. Discounted net profit has been considered as a goal function for each generation company to be maximized during the long-term horizon. Implementation of the algorithm and its case study results over a hypothetical power generation system are presented