ΕΥΡΕΣΗ ΒΕΛΤΙΣΤΗΣ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ ΣΕ ΔΙΕΣΠΑΡΜΕΝΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΔΙΑΝΟΜΗΣ

Abstract

Η υψηλή διείσδυση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και η εκμετάλλευση ετερογενών πόρων ευελιξίας απαιτούν μια αποτελεσματική αλληλεπίδραση μεταξύ αποδοτικών ενεργειακών αγορών και συστημάτων διαχείρισης ηλεκτρικών δικτύων. Σε αυτό το επιχειρηματικό περιβάλλον, οι σύγχρονοι Πάροχοι Ενεργειακών Υπηρεσιών (Energy Service Providers - ESPs) χρειάζεται να: i) υιοθετούν στρατηγικές υποβολής προσφορών με επίγνωση των ατελειών της αγοράς για να μεγιστοποιήσουν τα κέρδη τους, ii) τηρούν τους υποκείμενους περιορισμούς του δικτύου, και iii) λαμβάνουν αποφάσεις για το βέλτιστο μείγμα των ετερογενών πόρων ευελιξίας (HetFlex) τους, καθώς και για το βέλτιστο μέγεθος, τη χωροθέτηση και τη λειτουργία τους. Προτείνουμε ένα μοντέλο που ενσωματώνει όλα τα παραπάνω και έναν αλγόριθμο που, με βέλτιστο και ολοκληρωμένο τρόπο, προγραμματίζει τα Συστήματα Αποθήκευσης Ενέργειας (ESS) και τα Συστήματα Διαχείρισης Ζήτησης (DSM) προκειμένου να μεγιστοποιήσει τα κέρδη ενός ESP που επηρεάζει την τιμή της αγοράς. Για τον βέλτιστο προγραμματισμό των Συστημάτων Αποθήκευσης Ενέργειας (ESS), είναι απαραίτητη η ακριβής γνώση τόσο του αριθμού όσο και της τοποθεσίας τους. Οι πιθανοί συνδυασμοί τοποθέτησης των ESS σε κάθε κόμβο είναι θεωρητικά άπειροι, γεγονός που καθιστά αναγκαία τη χρήση αλγορίθμων βελτιστοποίησης προκειμένου να επιτευχθεί η σύγκλιση σε μια λύση που θα μεγιστοποιεί τα κέρδη. Οι αλγόριθμοι που θα χρησιμοποιηθούν περιλαμβάνουν τον Nelder-Mead και τον Simulated Annealing. Το πρόβλημα του ηλεκτρικού δικτύου το μοντελοποιούμε ως ένα παιχνίδι Stackelberg, το οποίο εκφράζεται ως Μαθηματικό Πρόβλημα με Περιορισμούς Ισορροπίας (MPEC) και τελικά μετασχηματίζεται σε ένα διαχειρίσιμο μικτό ακέραιο γραμμικό πρόγραμμα (MILP). Υπολογίζεται ο ακριβής αριθμός και η βέλτιστη χωροθέτηση των Συστημάτων Αποθήκευσης Ενέργειας (ESS), ενώ αποδεικνύεται ότι η εγκατάστασή τους μπορεί να αποφέρει σημαντικά οικονομικά οφέλη για τον Πάροχο Υπηρεσιών Ευελιξίας (FSP). Τα εν λόγω οφέλη παρουσιάζουν διακυμάνσεις ανάλογα με τις παραμετρικές μεταβολές του συστήματος.