new5 free

استراتژي بهينه قيمت دهي در بازار عمده فروشي برق با استفاده از الگوريتم ديناميکي pso مبتني بر gso

59.000تومان

توضیحات

مشاهده چند صفحه اول :

دانشکده فنی و مهندسی

 

پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد (M.Sc)

رشته برق، گرايش قدرت

 

91 صفحه

 

فهرست مطالب
عنوان شماره صفحه
چکیده 1
فصل اول: مقدمه ای بر روند تجدید ساختار و بازار برق
1-1- مقدمه 3
1-2- ساختار سنتی صنعت برق 5
1-2-1- معیارهای ساختار سنتی صنعت برق 6
1-3- تجدیدساختار در صنعت برق 7
1-3-1- انگیزه های تجدیدساختار صنعت برق 7
1-3-2- عوامل موثر بر روند تجدیدساختار 8
1-3-3- مدل های اجرایی در ساختار مدرن صنعت برق 9
1-3-3-1- مدل انحصار یکپارچه عمودی 9
1-3-3-2- مدل انحصار خریدار 9
1-3-3-3- رقابت در بازار عمدهفروشی 10
1-3-3-4- مدل اختیار کامل مشتری در انتخاب عرضه کننده برق 10
1-4- مراحل هشتگانه تجدیدساختار در صنعت برق 11
1-4-1- جداسازی و تفکیک ساختار سنتی 11
1-4-2- تجدیدساختار و ایجاد بازار عمدهفروشی برق 12
1-4-3- تضمین دسترسی به شبکه انتقال و دسترسی باز 13
1-5- مراحل ثانویه در ساختار مدرن صنعت برق 15
1-5-1- مدیریت ریسک 15
1-5-2- مدیریت تراکم 15
1-5-3- برنامه ریزی توسعه 15
1-5-4- سرویس های جانبی 16
1-5-5- سیستم اطلاع رسانی باز و همزمان 17
1-6- روند تجديد ساختار در ساير کشورها 17
1-6-1- تجدیدساختار در صنعت برق کالیفرنیا 18
1-6-2- تجدیدساختار در صنعت برق آفریقای جنوبی 19
1-6-3- تجدیدساختار در صنعت برق ترکیه 19
1-6-4- تجدیدساختار در صنعت برق قزاقستان 20
1-6-5- روند تجديد ساختار در ایران 20
1-6-6- خصوصيات بازار برق ايران 21
1-6-7- ارکان بازار برق ایران 22
فصل دوم: مروری بر مقالات ارائه شده در زمینه پیشنهاد قیمت دهی بهینه
2-1- مقدمه 25
2-2- بررسی مقالات 25
2-3- مقایسه مقالات از نظر تعریف ریاضی و روش حل مساله 32
فصل سوم: تعریف مسئله استراتژی بهینه قیمت دهی به صورت مفهومی و ریاضی
3-1- مقدمه 35
3-2- دسته بندی مقالات 35
3-3- بیان مسئله به صورت مفهومی 37
3-3-1 مجهولات مسئله (متغیرهای کنترلی مسئله) 38
3-3-2- تابع هدف مسئله 39
3-3-3- قیود مسئله 39
3-4- لحاظ کردن تغییرات استراتژی سایر بازیگران در قیمت بازار 41
3-5- انتخاب مدل اجرای بازار 43
3-6- تعریف مسئله به صورت یک مسئله بهینه سازی 43
3-6-1- تابع هدف 43
3-6-2- قیود 45
3-6-2-1- محدودیت تولید ژنراتورها 45
3-6-2-2- قید حداقل زمان خاموش و روشن بودن ژنراتورها 45
3-6-2-3- قید مربوط به نرخ تغییرات خروجی 46
فصل چهارم: معرفی الگوریتم PSO مبتنی بر GSO
4-1- روش بهینه سازی اجتماع ذرات 48
4-2- روش PSO پایه 48
4-2-1 پیش زمینه 48
4-3- PSO پایه 49
4-4- PSO گسسته 53
4-5- الگوریتم PSO مبتنی بر GSO 54
4-6- تابع برازندگی 55
4-6-1- در نظر گرفته قیود 55
فصل پنجم: مطالعات عددی
5-1- معرفی تولید کننده 57
5-2- نتایج مطالعه 57
5-3- مقایسه عملکرد الگوریتم مورد نظر با الگوریتم PSO 70
فصل ششم: جمع بندی و نتیجه گیری
6-1- نتیجه گیری 72
منابع و مآخذ 73
چکیده انگلیسی 76

فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
جدول 1-1: مشخصات کليدی صنعت برق سنتی 6
جدول 1-2: خدمات جانبی در FERC 16
جدول 2-1: مقایسه مراجع بررسی شده 32
جدول 5-1: مشخصات ژنراتور 57
جدول 5-2: مقادیر میانگین و انحراف معیار قیمت بازار در 24 ساعت 64

فهرست شکل ها
عنوان شماره صفحه
شکل 1-1: ساختارهای مدیریتی شبکه 5
شکل 1-2: ساختار سنتی صنعت برق (VIM) 6
شکل 1-3: مدل انحصار یکپارچه عمودی 9
شکل 1-4: مدل انحصار خریدار 9
شکل 1-5: مدل رقابت در بازار عمده فروشی 10
شکل 1-6: مدل اختیار کامل مشتری در انتخاب عرضه کننده برق 11
شکل 1-7: تفکیک و جداسازی ساختار سنتی 12
شکل 2-1: تخمین منحنی پیشنهاد قیمت بازیگران به صورت خطی در مرجع 27
شکل 2-2: قیمت ساعتی پیش بینی شده بازار برای یک هفته 28
شکل 2-3: منحنی ساعتی تداوم قیمت برای یک هفته 28
شکل 2-4: منحنی پیشنهاد ژنراتورها به بازار در مقاله 30
شکل 2-5: فلوچارت روش ارائه شده در مرجع 31
شکل 3-1: منحنی پیشنهاد به بازار در سه پله برای یک ژنراتور 38
شکل 3-2: تابع چگالی احتمال قیمت بازار را با میانگین 800 ریال و واریانس 10 ریال 42
شکل 4-1: ایده تغییر در مکان افراد در الگوریتم PSO 50
شکل 4-2: ایده جستجو در فضای جواب 50
شکل 4-3: فلوچارت کلی PSO 52
شکل 5- 1: تغییرات قیمت بازار در ساعات مورد مطالعه 58
شکل 5-2: تغیرات قیمت بازار در ساعت 7 در دوره مطالعه 58
شکل 5-3: توزیع احتمال واقعی و تابع توزیع احتمال نرمال تخمینی برای قیمت بازار در ساعت 7 59
شکل 5-4: تابع چگالی احتمال 6 ساعت اول 60
شکل 5-5: تابع چگالی احتمال 6 ساعت دوم 61
شکل 5-6: تابع چگالی احتمال 6 ساعت سوم 62
شکل 5-7: تابع چگالی احتمال 6 ساعت چهارم 63
شکل 5-8: مقدار میانگین و انحراف معیار قیمت بازار در 24 ساعت 65
شکل 5-9: درصد انحراف معیار قیمت بازار در هر ساعت 66
شکل 5-10: توان پیشنهادی برای ژنراتور در هر ساعت 66
شکل 5-11: قیمت های پیشنهادی برای هر ساعت 67
شکل 5-12: قیمت های پیشنهادی به همراه مقدار میانگین و انحراف معیار در هر ساعت 68
شکل 5-13: پروفیل سود ژنراتور در هر ساعت 69
شکل 5-14: روند همگرایی الگوریتم PSO مبتنی بر GSO 69
شکل 5-15: روند همگرایی الگوریتم PSO 70

چکیده
با بروز تجدید ساختار در صنعت برق، تولید کنندگان صنعت برق به عنوان نهادهای مستقل در بازار برق حضور پیدا می کنند. در واقع نیروگاه ها باید برق تولیدی خود را به بازار برق عرضه کنند و از طریق بازار برق تسویه مالی صورت می گیرد. در این تحقیق مساله استراتژی بهینه قیمت دهی برای یک تولید کننده مطرح شده است. هدف اصلی از طرح مساله کسب حداکثر سود ممکن از فروش برق در یک دوره اجرای بازار می باشد. محدودیتهای فنی نیروگاه مانند محدودیت فیزیکی تولید، محدودیت نرخ تغییرات خروجی، محدودیت زمان خاموش/روشن ماندن نیز در تعریف مساله لحاظ شده است. برای در نظر گرفتن استراتژی سایر رقبا در بازار نیز از مدل احتمالی برای قیمت بازار استفاده شده است. حل مساله بهینه سازی موجود از یک الگوریتم ترکیبی استفاده شده است. پایه الگوریتم مورد نظر PSO می باشد که برای بهبود کارایی این الگوریتم از منطق الگوریتم gso در آن استفاده شده است. در بخش مطعات عددی مساله مورد نظر برای یک تولید کننده نمونه در بازار برق ایرن حل شده است. نتیجه مطالعات عددی نشان می دهد روش مورد نظر قادر است استراتژی مناسبی در بازار برق پیشنهاد کند. ضمن اینکه سود ژنراتور در تمامی ساعات مثبت بوده است. همچنین در ساعاتی که تغییرات قیمت بازار برق زیاد بوده است، میزان قیمتهای ارائه شده کمتر از مقدار میانگین و در ساعاتی که تغییرات قیمت بازار کم بوده است، قیمتهای ارائه شده بیشتر از میانگین قیمت بازار بوده است.

کلمات کلیدی: استراتژی بهینه قیمت دهی، صنعت برق، الگوریتم دینامیکی pso

فصل اول:
مقدمه ای بر روند تجدید ساختار و بازار برق

1-1- مقدمه
با توسعه سیستم¬های قدرت، ملاحظات زیست محیطی و اقتصادی از یک طرف و مساله امنیت و تداوم کار مطمئن سیستم از سویی دیگر چالش¬هایی را پیش¬روی برنامه¬ریزان، طراحان و بهره-برداران سیستم قرار داده است. این مسائل باعث شده تا در دهه¬های اخیر محققان به تحقیق راجع به حل این چالش¬ها در صنعت برق بپردازند.
در گذشته سیستم¬های قدرت دارای ساختار عمودی بودند، به این معنی که تولید انرژی الکتریکی، انتقال و توزیع آن در یک منطقه، توسط یک واحد کنترل انجام می¬شد. مصرف¬¬کنندگان کوچک و بزرگ انرژی مورد نیازشان را از دولت خریداری می¬کردند و سیستم بازار برق، تک قطبی (انحصاری) بود. در واقع دولت¬ها با احداث نیروگاه¬های کوچک و بزرگ در نقاط مختلف کشور یا منطقه و انتقال آن به محل¬های مصرف و توزیع، بازار برق را اداره می¬کردند و بر کل سیستم توسط مرکزی واحد نظارت داشتند. با گسترش روز افزون سیستم¬های انرژی الکتریکی و استفاده بهینه از منابع و رقابت¬های اقتصادی و محدودیت¬های زیست محیطی، گرایش به بازار چند قطبی(رقابتی) توسعه یافت و نیاز به آن باعث شد تا دولت¬ها به تشویق شرکت¬ها و بنگاه¬های اقتصادی جهت سرمایه¬گذاری و مشارکت در صنعت برق روی آورند. این تغییر قوانین و اعمال تشویق¬های اقتصادی دولت¬ها جهت کنترل رشد فزاینده صنعت برق، تحت عنوان مقررات¬زدایی مطرح شد.
این امر که خصوصی¬سازی صنعت برق را در بخش¬های تولید و فروش در پی دارد، در سال 1982 میلادی در شیلی، 1992 در آرژانتین و سپس در کشور¬های بولیوی، پرو، گواتمالا، کلمبیا، السالوادور، پاناما، برزیل، مکزیک، اسکاتلند، ایرلند شمالی، نروژ، انگلستان، اسپانیا، هلند و بخش-هایی از ایالات متحده آمریکا به شیوه¬های مختلفی اجرا شده است[1].
در سیستم بازار برق چند قطبی، خریداران می¬توانند عرضه¬کننده انرژی را انتخاب کنند. با تامین سرویس بهتر و انرژی ارزانتر، خریداران بیشتری جذب می¬شوند که این کار سود بیشتری عاید عرضه¬کننده می¬نماید و از طرفی خریداران نیز منافع بیشتری می¬برند. عرضه¬کنندگان یا تامین-کنندگان انرژی کارگزارانی هستند که انرژی را به مشتری می¬فروشند. هرچند که ممکن است آنها تولید-کننده نباشند، اما می¬توانند سهم تولید نیروگاه¬ها را بخرند. این ساختار جدید سیستم قدرت، مفاهیم گذشته را به چالش می¬کشد. در گذشته تمرکز تحقیقات روی فرمول¬سازی برخی محدودیت¬های عملی از قبیل دامنه ولتاژ شین¬ها، محدودیت¬های تولید، ظرفیت خطوط انتقال، محدودیت¬های احتمالی، ملاحظات محیطی و مسائلی از این قبیل بود.
جهت تضمین دسترسی آزاد عرضه¬کنندگان و خریداران به سیستم انتقال، بهره¬برداری از سیستم انتقال مستلزم مستقل بودن از سهام بازار است. بهره¬برداران مستقل سیستم نقش هماهنگ¬ساز مرکزی را ایفا می¬کنند، و با فراهم کردن امنیت و قابلیت اطمینان سیستم مسئولیت مهم خود را به انجام می¬رسانند. همچنین ISO درجه کیفیت و امنیت سیستم را تضمین می¬نماید.
محیط¬های انتقال و توزیع در سیستم¬های رقابتی با دسترسی باز بوده و مسائل مرتبط با آنها، اهمیت انکارناپذیری دارد. در ساختارهای مدیریتی شبکه، خواه به صورت ترکیب بهره¬بردار سیستم و بهره¬بردار بازار و خواه به صورت بهره¬بردار مستقل سیستم، سیستم¬های انتقال به عنوان بزرگراه¬های انتقال انرژی نقش ویژه¬ای را به خود اختصاص داده¬اند. در سیستم SO+MO اداره بازار رقابتی و تمام موارد مرتبط با قراردادهای خرید و فروش، از بهره¬بردار شبکه جداست، اما در ساختار ISO هر دو مورد مذکور توسط بهره¬بردار مستقل شبکه انجام می¬شود. ساختارهای مدیریتی شبکه در شکل (1-1) نشان داده شده است[8].

 

 

 


منابع و مآخذ

 

[1] G.Rothwell and T. Gomez, Electricity Economics: Regulation and Deregulation, IEEE Press Serios on Power Engineering,February 2003, ISBN:978-0-471-23437-1.

[2] قهرماني، سيامک. 1382. ادبيات تجديد­ساختار و انواع  ISO . مجموعه سمينار­هاي تخصصي بازار برق، شرکت برق منطقه خوزستان.

[3] گروه پژوهشي مطالعات سيستم. 1380. تجديد ساختار برق صنعت دنيا. جلد اول و دوم، گزارش مرحله اول پروژه “بررسي و تحقيق در خصوص تجديد ساختار در صنعت برق”، صفحات 2 الي 20 پژوهشکده برق، پژوهشگاه نيرو.

[19] لاجوردي، حسن. 1382. مراحل تجديد­ساختار در صنعت برق. مجموعه سمينار­هاي تخصصي بازار برق، شرکت برق منطقه خوزستان.

[5] گروه پژوهشي مطالعات سيستم. 1380. مديريت ريسک وتاثير قراردادها. گزارش مرحله دوم پروژه  “بررسي و تحقيق در خصوص تجديد ساختار در صنعت برق”، صفحات 9 الي 30، پژوهشکده برق، پژوهشگاه نيرو.

[6] گروه پژوهشي مطالعات سيستم. 1380. بررسي و مطالعه سرويس­هاي جانبي. گزارش مرحله پنجم پروژه، “بررسي و تحقيق در خصوص تجديد ساختار در صنعت برق”، صفحات 82 الي 104، پژوهشکده برق، پژوهشگاه نيرو.

[7] گروه پژوهشي مطالعات سيستم. 1380. بررسي ومطالعه بهره بردار سيستم. گزارش مرحله دوم پروژه  “بررسي و تحقيق در خصوص تجديد ساختار در صنعت برق”، پژوهشکده برق، پژوهشگاه نيرو.

[8] Mohammad Shahidehpour, Hatim Yamin, Zuyi Li, 2002. Market Operations in Electric Power Systems: Forecasting, Scheduling, and Risk Managementg, John Wiley & Sons.

[9]Lewington Ilka, Petrov Konstantin. 2005. Power Sector Restructuring, KEMA Consulting(ECC), JANUARY (Day 3).

[10] دفتر بررسي­هاي اقتصادي و توسعه صادرات. 1386. تحليل بازار آفريقاي جنوبي. معاونت برنامه­ريزي و امور اقتصادي، وزارت نيرو.

[11] دفتر تنظيم مقررات و توسعه رقابت در بازار آب و برق. 1386. استراتژي خصوصي سازي و تجديد ساختار بخش برق تركيه. گروه خصوصي سازي و اجراي سياست­هاي اصل44.

[12] خلاصه گزارش بانک جهاني در خصوص صنعت برق ايران. وزارت نيرو، از سايت http://www.moe.org.ir

[13] آيين­نامه تعيين روش. 1382. نرخ و شرايط خريد و فروش برق در شبکه برق کشور.

[14] معاونت برنامه­ريزي. خدمات جانبي. شرکت مديريت شبکه برق ايران، از سايت   http://www.igmc.ir .

[15] دفتر بررسي­هاي اقتصادي و توسعه صادرات ايران. 1386. تحليل بازار برق قزاقزستان. معاونت برنامه­ريزي و امور اقتصادي، وزارت نيرو.

 

[16] Shangyou Hao, 2000. A Study of Basic Bidding Strategy in Clearing Pricing Auctions, IEEE transactions on power systems, vol. 15, no. 3.

[17] Fushuan Wen and A. Kumar David, 2001. Optimal Bidding Strategies and Modeling of Imperfect Information Among Competitive Generators, IEEE transactions on power systems, vol. 16, no. 1, february.

[18]Li Yang, Fushuan Wen, Development of bidding strategies in electericity markets using possibility theory.

[19] Antonio J. Conejo, Francisco Javier Nogales, and José Manuel Arroyo, 2002. Price-Taker Bidding Strategy Under Price Uncertainty, IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 17, NO. 4.

[20] Vasileios P. Gountis, and Anastasios G. Bakirtzis. 2004. Bidding Strategies for Electricity Producers in a Competitive Electricity Marketplace. IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 19, NO. 1.

[21] Ning Lu, Joe H. Chow, and Alan A. Desrochers, Pumped-Storage Hydro-Turbine Bidding Strategies in a Competitive Electricity Market.

[22] Li Ma, Fushuan Wen, Optimal Bidding Strategies for Generation Companies in Electricity Markets with Transmission Capacity Constraints Taken into Account.

[23] Claudia P. Rodriguez, George J. Anders. 2004. Bidding Strategy Design for Different Types of Electric Power Market Participants. IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 19, NO. 2.

[24] Tao Li, Mohammad Shahidehpour 2005. Strategic Bidding of Transmission-Constrained

GENCOs with Incomplete Information, IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 20, NO. 1.

[25] Hui Niu, Ross Baldick, Guidong Zhu 2005. Supply Function Equilibrium Bidding Strategies With Fixed Forward Contracts IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 20, NO. 4.

[26]Daniel Kirschen, GoranStrbac, 2004. Fundamentals of PowerSystem Economics. University of Manchester Institute of Science & Technology (UMIST), UK,Copyright  John Wiley & Sons, Ltd

]27[ انصاري، ميثم.، مجتبي شيوايي. و محمدصادق قاضي زاده. 1389. مدلسازي بازارهاي رقابتي برق و ارزيابي پارامترهاي آن مبتني بر رويت‌پذير بودن اطلاعات بازيگران بازار. بيست و پنجمين کنفرانس بين المللي برق، پژوهشکده نيرو.

[28]mohammadshahidehpur,hatimyamin,zuyi li. 2002. Market Operation in Electric Power Systems. Copyright by John Wiley & Sons

[29]Allen J. Wood, Bruce F. Wollenberg. Power Generation,Operation, Andcontrol. Copyright  by John Wiley & Sons.

[30]. Kennedy J, Eberhart R. Particle swarm optimization. 1995. Proceedings of IEEE International Conference on Neural Networks (ICNN’95) Perth, Australia: IEEE Press; 1995. Vol. IV. p. 1942–1948.

[31]. Boyd R, Richerson PJ. 1985. Culture and the evolutionary process. Chicago: University of Chicago Press.

[32]. Shi Y, Eberhart R. 1998. A modified particle swarm optimizer. Proceedings of IEEE International Conference on Evolutionary Computation (ICEC’98). Anchorage: IEEE Press; p. 69–73.

[33]. Shi Y, Eberhart R. 1998. Parameter selection in particle swarm optimization. Proceedings of the 1998 Annual Conference on Evolutionary Programming. San Diego: MIT Press.

[34]. Fukuyama Y. et al. 2000. Aparticle swarmoptimization for reactive power and voltage control considering voltage security assessment. IEEE Trans Power Systems; 15(4): 1232–1239.

[35]. Naka S, Genji T, Yura T, Fukuyama Y. 2003. A hybrid particle swarm optimization for distribution state estimation. IEEE Trans Power Systems; 18(1):60–68.

[36]. Kennedy J, Eberhart R. 1997. A discrete binary version of the particle swarm optimization algorithm. Proceedings of the 1997 Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC’97). IEEE Press; p. 4104–4109.

]37[ انصاري، ميثم.، مهرداد ستايش نظر. 1389. جايابي و تعيين بهينه ظرفيت واحدهاي توليد هم زمان گازسوز جهت تامين برق وحرارت در يك شهرك صنعتي. بيست و پنجمين کنفرانس بين المللي برق، پژوهشکده نيرو.

[38] www.igmc.ir

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Optimal bidding strategy in wholesale power market using a dynamic pso algorithm based on gso

 

 

By restructuring of the electricity industry, electrical industry manufacturers are presented as independent entities in the electricity market. In fact, plants must supply electricity to the electricity market and financial settlement occurs by electricity market. In this study optimal strategy of pricing has been suggested for a manufacturer. The main aim of suggesting the maximum possible profit may be from electricity sale in the course of market , s performance. Technical limitations of power plants such as physical restrictions of power plants, limitation of output chang rate, on/off time limitations have been considered in defination of problem. To consider strategy of other competitors in market was used suggested model for pricing in market. To solve this optimal problem was used hybrid algorithm. The base of this algorithm is logic gso algorithm that used to improve efficiency of this algorithm has been used logic of gso algorithm. This problem has been solved in numerical studies for a manufacturer in electricity market of Iran. The results of numerical studies show that this method can suggest proper strategy in electricity market. In addition to, the interest of generator was positive in all hours. Also, variations of market price were much in some hours, the rate of offered prices were less than mean values. When variations of market price were less , offered prices were more than tme mean values of market prices.

 

Key words: optimal strategy of pricing, electricity,  power industry, dynamic pso algorithm.

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “استراتژي بهينه قيمت دهي در بازار عمده فروشي برق با استفاده از الگوريتم ديناميکي pso مبتني بر gso”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

3 + 7 =