دانلود ترجمه مقاله قیمت حاشیه ای توان راکتیو در بازار برق

1. مقدمه 2. مدل ریاضیاتی 3. نتایج تست کامپیوتری 4. نتیجه گیری

چکیده – توسعه یک روش دقیق و کاربردی برای قیمت‌گذاری توان راکتیو در بازار برق به شدت حائز اهمیت است. قیمت توان راکتیو را نمی‌توان با استفاده از مدل‌های پخش بار بهینه متداول، که معمولاً هزینه تولید توان راکتیو را نادیده می‌گیرند، با دقت مناسب تعیین کرد. در این مقاله، نگارندگان هزینه تولید توان راکتیو را به تابع هدف مساله پخش بار بهینه اضافه نمودند و از روش برنامه نویسی درجه دوم دنباله ای برای حل این مساله بهینه‌سازی و به تبع آن، تعیین قیمت نهایی توان راکتیو استفاده نمودند. برای مطالعه کامپیوتری از یک سیستم پنج باس استفاده شده‌است. نتایج حاصل از بررسی هشت مطالعه موردی نشان‌دهنده تاثیر عوامل مختلف بر قیمت نهایی توان راکتیو است. مقدمه: پشتیبانی توان راکتیو نقش مهمی را در اجرای معاملات برق ایفا می‌کند. در بازارهای برق، تامین توان راکتیو به عنوان بخشی از خدمات جانبی صنعت نیروی برق طبقه‌بندی می‌شود. مشخص شده‌است که تثبیت قیمت دقیق توان راکتیو نه تنها می‌تواند هزینه‌های تولید توان راکتیو را بهبود بخشد، بلکه می‌تواند اطلاعات مفیدی در رابطه با فوریت تامین توان راکتیو و پشتیبانی ولتاژ سیستم فراهم می‌کند. بنابراین، قیمت‌گذاری لحظه‌ای توان راکتیو به یک موضوع تحقیقاتی مهم در تجدید ساختار سیستم قدرت تبدیل شده است. روش قیمت‌گذاری لحظه‌ای توان اکتیو توسط شوییپ و همکاران ارائه شد [1]. در تحقیق آن‌ها، مفهوم قیمت نهایی اقتصاد خرد به سیستم‌های قدرت تعمیم داده شد و به عنوان قیمت نقدی الکتریسیته در نظر گرفته شد. قیمت نقدی (یا لحظه‌ای) می‌تواند به بهبود بهره‌وری تولید و دستیابی به حداکثر منافع اجتماعی کمک کند. در [3،2] روش‌های قیمت‌گذاری توان راکتیو مورد مطالعه قرار گرفته‌اند که در آنها مشابه با روش قیمت‌گذاری توان اکتیو است ارائه شده در [1]، هزینه تولید توان راکتیو نادیده گرفته می‌شود. یک مطالعه جامع در خصوص قیمت‌گذاری لحظه‌ای و پیاده‌سازی آن در [4,5] ارائه شده‌است. در [6] نشان داده می‌شود که قیمت توان راکتیو نه تنها باید هزینه عملیاتی را بهبود دهد، بلکه باید میزان سرمایه‌گذاری ثابت روی ظرفیت‌ها را نیز بهبود ببخشد. با این حال، هنوز از هزینه تولید توان راکتیو ژنراتور غفلت شده است. در [7]، یک بحث مفصل در مورد خدمات توان راکتیو انجام می‌شود و نشان داده می‌شود که هزینه‌های ثابت باید در قیمت توان راکتیو گنجانده شوند. روش‌های مختلفی برای ارزیابی قیمت توان راکتیو پیشنهاد شده‌است. در [8] قیمت‌گذاری توان راکتیو با استفاده از تابع هدف به حداکثر رساندن منافع اجتماعی به جای کمینه‌سازی هزینه‌های تولید بررسی می‌شود. متاخرترین مقاله [9] "هزینه فرصت" را به عنوان هزینه تولید توان راکتیو ژنراتور معرفی می‌کند، اما محاسبه هزینه در این روش بسیار دشوار است. ما در این مقاله می‌خواهیم تاثیرات عوامل مختلف بر قیمت لحظه‌ای توان راکتیو را با در نظر گرفتن هزینه تولید راکتیو بررسی کنیم. به عنوان اولین گام، ما رقابت مصرف کنندگان برق را نادیده می‌گیریم و فرض می‌کنیم که بارها با استفاده از پیش‌بینی بار مشخص شده‌اند. با در نظر گرفتن روابط پخش بار به عنوان محدودیت، مساله قیمت‌گذاری توان راکتیو به یک مساله پخش بار بهینه (OPF) معمولی تبدیل می‌شود. به منظور بررسی اثرات عوامل مختلف روی تعیین دقیق قیمت توان راکتیو، هزینه تولید توان راکتیو ژنراتور و هزینه سرمایه‌گذاری اولیه روی ظرفیت در تابع هدف کل هزینه عملیاتی سیستم گنجانده شده‌است. از روش برنامه‌نویسی درجه‌دوم دنباله‌ای (SQP) برای حل مساله OPF و تعیین قیمت نهایی توان راکتیو مورد استفاده قرار می‌گیرد. از یک سیستم آزمایش ۵ باسه برای مطالعه کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج بدست آمده از هشت مطالعه موردی نشان دهنده اثرات عوامل مختلف مانند تابع هدف، نقطه بهره‌برداری سیستم، ضریب توان بار، نرخ سود و کنترل ولتاژ باس و غیره بر قیمت نهایی توان راکتیو نشان است.

Developing an accurate and feasible method for reactive power pricing is significant in the electricity market. The reactive power price cannot be obtained accurately by conventional optimal power flow models which usually ignore the production cost of reactive power. In this paper, the authors include the production cost of reactive power into the objective function of the optimal power flow problem, and use sequential quadratic programming method to solve the optimization problem and obtain reactive power marginal price accordingly. A five-bus test system is used for computer study. The results from eight study cases show clearly the effects of various factors on reactive power marginal price. Introduction: Reactive power support plays an important role in implementation of power transactions. In electricity markets, reactive power supply is classified as a part of ancillary service of electricity. It is realized that establishing accurate prices of reactive power can not only recover the costs of reactive power production, but also provide useful information related to the urgency of reactive power supply and system voltage support. Therefore, the spot pricing of reactive power becomes a significant research topic in power system restructuring. The spot pricing method of active power was established by Scheweppe et al. [1]. In their work, the concept of marginal price of microeconomics has been extended to power systems and taken as the spot price of electricity. The spot price can help to improve production efficiency and yield maximum social benefit. In [2,3] real-time pricing methods of reactive power are studied which are similar to the active power pricing method suggested in [1] with reactive power production cost neglected. A comprehensive study of spot pricing and its implementation are reported in [4,5]. In [6] it is pointed out that reactive power price should recover not only the operational cost, but also capital investments of capacitors. However, the reactive power production cost of generators is neglected. In [7], a detailed discussion on reactive power services is made and it is shown that the capital costs should be included in reactive power price. Several methods are proposed to evaluate the reactive power price. In [8] investigation is conducted on reactive power pricing by using the objective function of maximizing social benefit instead of minimizing the production cost. A latest paper [9] introduces opportunity cost as a reactive power production cost of generator but the computation of the cost is difficult. In this paper, we are going to study the effects of various factors on reactive power spot price with reactive production cost considered. As a first step we neglect the electricity consumer competition and assume the loads are known from load forecasting. Taking the power flow equations as constraints, the reactive power-pricing problem becomes a typical optimal power flow (OPF) problem. In order to investigate the effects of various factors on reactive power price accurately, both reactive power production cost of generators and capital investment cost of capacitors are included in the objective function of total system operation cost. The advanced sequential quadratic programming (SQP) method is applied to solve the OPF problem and obtain reactive power marginal price accordingly. A five-bus test system is used for computer study. The results from eight study cases show clearly the effects of various factors, such as objective function, system operation point, load power factor, profit rate and bus voltage control etc., on reactive power marginal price.