تعيين استراتژي عملياتي بهينه جهت راه اندازي سيستم CAES در بازار برق نوساني-ساعتي داراي نفوذ بالاي قدرت تجديدپذير بادي (مطالعه موردي: شركت برق منطقه اي خراسان)

زمينه و هدف: با ورود انرژي پايدار و تجديدپذير با سهم بالايي از نفوذ به سيستم توليد، سيستم ذخيره ساز هواي فشرده[1] (CAES) را مي توان براي ايجاد يك سيستم توليد انرژي الكتريكي برخوردار از كفايت[2] و صافي[3] قابل قبول مورد استفاده قرار داد. اين سيستم با ذخيره سازي انرژي در قيمت هاي پايين بازار برق و توليد برق در قيمت هاي بالاي بازار راه اندازي مي شود. شرط اساسي سود آوري سيستم هيبريد برخوردار از سيستم CAES، به كارگيري استراتژي مناسب براي خريد و فروش انرژي در سيستم CAES است. اين مطالعه با هدف تعيين استراتژي عملياتي بهينه جهت راه اندازي سيستم CAES در بازار برق نوساني-ساعتي داراي نفود بالاي قدرت تجديدپذير بادي به انجام رسيده است. مواد و روش ها: در اين پژوهش با شبيه سازي سيستم توليد نيروگاه هاي محدوده شركت برق منطقه اي خراسان، استراتژي هاي به كارگيري سيستم CAES در سيستم هيبريد بادي-فسيلي مورد بررسي قرار گرفته است كه در اين ميان، استراتژي بهينه تئوريك در واقع فراهم كننده بالاترين درآمد خالص براي واحد ذخيره ساز است. اما از آن جايي كه قيمت در ساعات آتي بازار ساعتي-نوساني از پيش مشخص نيست، دو استراتژي كاربردي-عملياتي پيش رويدادي[4] و پس رويدادي[5] براي راه اندازي واحد ذخيره ساز به كار گرفته شده اند. يافته ها: نتايج پژوهش نشان مي دهد كه استراتژي پيش رويدادي كاربردي و پس رويدادي كاربردي، به ترتيب به طور متوسط 93 درصد و 89 درصد خالص درآمد استراتژي بهينه تئوريك سيستم ذخيره ساز هواي فشرده را در تمامي ظرفيت هاي شش گانه (50 تا 300 مگاواتي) براي واحد ذخيره ساز فراهم مي كند. بحث و نتيجه گيري: بر اساس نتايج اين پژوهش، لازم است از ذخيره سازي قدرت براي افزايش پايداري شبكه[6] و قابليت اطمينان[7] توليد در سيستم هاي هيبريد با نفوذ بالاي قدرت تجديدپذير استفاده نمود. زيرا براي شرايط احتمالي Black-Out، لازم است كه واحدي به عنوان Black-Start در شبكه آماده باشد كه بتواند دركمترين زمان ممكن، بار شبكه را تامين كند. استفاده از سيستم CAES مي تواند راه كار بسيار مناسبي باشد كه نه تنها قابليت اطمينان توليد و پايداري شبكه در مواقع اضطراري را تضمين مي كند، بلكه از لحاظ اقتصادي امكان پذير بوده و از سود عملياتي مناسبي نيز برخوردار است.

Background and Purpose: With influx of sustainable and renewable energy with high penetration into the production system, Compressed Air Energy Storage (CAES) could be used for creation of an acceptable adequate and smooth Electricity production system. CAES plants operate on electricity markets by storing energy when electricity prices are low and producing electricity when prices are high. An essential condition for the profitability of the CAES in hybrid systems is appropriate strategy for CAES operation about the sale and purchase of energy. This study aimed to determine optimal operating strategy for CAES systems fluctuating-hourly electricity market with high penetration of renewable wind power. Method: In this study, with simulation of production system of Khorasan Regional Electricity Company power plants which among all, the theoretical optimal strategy provides the highest net income for the storage unit. But since the market price of the upcoming hourly-fluctuating market is not pre-determined, two prognostic and historical practical-operational strategies have used for Setting up compressed air energy storage system. Findings: The results show that prognostic and historical practical-operational strategies, on average have 93% and 89% of theoretical optimal strategy s’ net income, respectively, in all six simulated capacities for compressed air energy storage system. Discussion and Counclusion: Based on the results, it is necessary to use power storage in order to increase grid stability and reliability of production in hybrid systems with high renewable power penetration; because a Black-Start must be ready in grid for Possible Black-Out situations which could provide load of grid in the least possible time. Use a guarantees reliability and stability of grid in emergencies, but also is economically feasible and have operational suitable profit.CAES could be a great way that not only