Συν-βελτιστοποίηση ενέργειας και εφεδρειών με περιορισμούς παράδοσης εφεδρειών σε μεγάλα δίκτυα

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει την από κοινού βελτιστοποίηση ενέργειας και εφεδρειών σε ολοκληρωμένα συστήματα ηλεκτρικής ισχύος, όπου τα δίκτυα μεταφοράς και διανομής συνυπολογίζονται εντός ενός ενιαίου πλαισίου λήψης αποφάσεων. Η αυξανόμενη διείσδυση αποκεντρωμένων πόρων και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μεταβάλλει τη δομή και τις απαιτήσεις των δικτύων, καθιστώντας απαραίτητο τον συντονισμό μεταξύ Διαχειριστή Συστήματος Μεταφοράς (TSO) και Διαχειριστών Δικτύων Διανομής (DSOs). Αντικείμενο της εργασίας αποτελεί η ανάπτυξη ενός μαθηματικού μοντέλου τύπου Unit Commitment (UC), το οποίο λαμβάνει υπόψη τη χωρική κατανομή των μονάδων, τους τεχνικούς περιορισμούς λειτουργίας και τους φυσικούς περιορισμούς ροής ισχύος στα δίκτυα. Το μοντέλο ενσωματώνει την έννοια της παραδοτέας εφεδρείας (Reserve Deliverability) και αξιοποιεί καμπύλες ORDC (Operating Reserve Demand Curves) για τη ρεαλιστική αποτύπωση της αξίας ευελιξίας υπό διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας. Αναπτύσσονται τρία εναλλακτικά σχέδια λειτουργίας, τα οποία επιτρέπουν τη σύγκριση μεταξύ ενεργειακών αγορών χωρίς εφεδρεία, αγορών με ενιαία ζήτηση εφεδρείας και αγορών που περιλαμβάνουν τοπολογικούς περιορισμούς παράδοσης εφεδρείας. Μέσα από ένα σύνολο αντιπροσωπευτικών ημερών προσομοίωσης, αξιολογείται η επίδραση της δομής των δικτύων στη διαμόρφωση των τιμών ενέργειας και εφεδρείας, καθώς και στην αποδοτική αξιοποίηση των διαθέσιμων πόρων. Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν τη σημασία της χωρικής διάστασης και της ρεαλιστικής μοντελοποίησης των περιορισμών παράδοσης εφεδρείας για την ορθή αποτίμηση των μηχανισμών αγοράς και την επίτευξη αποτελεσματικού συντονισμού μεταξύ TSO και DSO.