Διαχείριση Εικονικής Μονάδας Ηλεκτροπαραγωγής με Στοχαστικό Προγραμματισμό Βασισμένο σε Σενάρια

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η βέλτιστη διαχείριση των μονάδων διανεμημένης παραγωγής (ΜΔΠ) ενός εικονικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής (VPP) με τη χρήση στοχαστικού προγραμματισμού βασισμένου σε σενάρια για τη μεγιστοποίηση της κερδοφορίας του. Παράλληλα εξετάζεται και ο βαθμός επιρροής της κάθε μονάδας στη λειτουργία και κερδοφορία του συστήματος. Στη διπλωματική εργασία αναπτύχθηκαν αλγόριθμοι προσομοίωσης με τη χρήση του προγραμματιστικού περιβάλλοντος GAMS, ενώ για την επεξεργασία και παρουσίαση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε η εφαρμογή Excel της Microsoft. Πιο συγκεκριμένα, έγινε προσομοίωση λειτουργίας ενός VPP σε χρονικό ορίζοντα 24 ωρών με σκοπό να εξεταστεί ποια είναι η βέλτιστη καμπύλη προσφοράς που πρέπει να καταθέσει ο Διαχειριστής του VPP στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και η καλύτερη διαχείριση των μονάδων διανεμημένης παραγωγής του VPP λαμβάνοντας υπόψη αβεβαιότητες. Θεωρήθηκε ότι οι τύποι ΜΔΠ του VPP είναι θερμικές μονάδες παραγωγής, ανεμογεννήτριες, ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας και ευέλικτα φορτία. Για την πρόβλεψη της αιολικής παραγωγής χρησιμοποιήθηκαν πέντε σενάρια με διαφορετικά επίπεδα παραγωγής κάθε ώρα και διαφορετικά βάρη. Για την αξιολόγηση της λειτουργίας και κερδοφορίας του VPP πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις ευαισθησίας για κάθε μια από τις ΜΔΠ του VPP, μεταβάλλοντας τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους όπως μέγιστη ικανότητα παραγωγής για τις θερμικές μονάδες, εγκατεστημένη ισχύς για το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, επίπεδα τιμών στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας κ.ο.κ. Επιπλέον, εξετάστηκε η λειτουργία του VPP χωρίς τη χρήση συστήματος αποθήκευσης ενέργειας και ευέλικτων φορτίων. Τα αποτελέσματα της μελέτης υποδεικνύουν ότι η χρήση του στοχαστικού προγραμματισμού αποτελεί μια αποτελεσματική μέθοδο διαχείρισης ενός VPP που περιλαμβάνει μη κατανεμόμενες μονάδες ΑΠΕ. Επιπρόσθετα, η ευελιξία που προσφέρουν τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας και τα ευέλικτα φορτία οδηγούν στην αύξηση της συνολικής κερδοφορίας του VPP, αποτελώντας έτσι τομείς με επενδυτικό ενδιαφέρον, χωρίς όμως να είναι απαραίτητα για τη λειτουργία του VPP.