18321

2031 دكتري

دكتري

قدرت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1401

سيزده، 147ص.: مصور، جدول، نمودار

1401/12/21

كتابنامه

مهندسي برق

مهندسي برق و كامپيوتر

1401/12/21

2912002

دستيابي به كارايي اقتصادي، هدف غايي تمامي بازارهاي اقتصادي ازجمله بازارهاي برق است. سازوكارهاي قيمت‌گذاري مي‌توانند كارايي اقتصادي بازار برق را به‌طور قابل‌توجهي تحت تأثير قرار دهند. وجود عواملي همچون عدم‌تحدب در مسائل بهينه‌سازي مربوط به بازار برق و اثرات خارجي منفي ناشي از هزينه‌هاي شبه‌ثابت راه‌اندازي، خاموش‌شدن و بي‌باري و محدوديت‌هاي فني توليدكنندگان مي‌توانند كارايي اقتصادي سازوكارهاي قيمت‌گذاري در بازارهاي برق را متأثر سازند. اگرچه تاكنون عدم‌تحدب در مسائل بهينه‌سازي مربوط به بازار برق در ادبيات موضوعه بازارهاي برق موردمطالعه قرار گرفته‌است، موضوع اثرات خارجي منفي و تبعات آن در بازارهاي برق نيازمند بررسي بيشتر است. در اين پژوهش، تأثير اثرات خارجي منفي در كارايي اقتصادي سازوكارهاي قيمت‌گذاري بازارهاي برق متمركز و به‌طور مشخص بازار روز بعد موردبررسي و تجزيه‌وتحليل قرار گرفته‌است. با توجه به وجود عدم‌تحدب ذاتي در مسائل بهينه‌سازي مربوط به بازارهاي برق، در اين پژوهش، سازوكارهاي قيمت‌گذاري با در نظرگيري اين موضوع مورد ارزيابي قرار گرفته‌است. محدوديت‌هاي فني و مالي متعددي كه در ادبيات اقتصادي به‌عنوان اثرات خارجي شناخته مي‌شوند و به‌صورت مشخص شامل وجود محدوديت‌هاي فني و بهره‌برداري در بخش‌هاي مختلف سيستم‌هاي قدرت و به‌طور عمده در بخش توليد برق هستند، مي‌توانند به‌شدت بر كارايي اقتصادي بازارهاي برق اثرگذار باشد. در اين پژوهش، پس از بررسي تأثير اثرات خارجي بر كارايي اقتصادي بازارهاي برق متمركز، روش‌هايي از لحاظ نظري كارآمد مبتني بر پيشنهاد خدمتي نوين با هدف دروني‌سازي اثرات خارجي منفي در بازارهاي برق متمركز روز بعد ارائه‌شده است. در ابتدا، خدمت جديدي كه توسط سيستم ذخيره‌سازي انرژي الكتريكي براي تأمين ظرفيت تبادل انرژي در بازار برق تهيه‌شده است، پيشنهاد مي‌شود. اين خدمت به هدف دروني‌سازي اثرات خارجي منفي ناشي از محدوديت‌هاي واحدهاي توليد از طريق تأمين ظرفيت ذخيره‌سازي انرژي و امكان مبادله انرژي در بازار برق ارائه شده و ضمن ايجاد انعطاف در ميزان تبادل انرژي براي بازيگران حاضر در سيستم قدرت به كمك تعديل نحوه تخصيص كميت يعني انرژي الكتريكي، با استفاده از ابزار ديگر اقتصادي براي دروني‌سازي اثرات خارجي، يعني تعديل قيمت بازار موجب تسهيل در رسيدن به پاسخ بهينه اقتصادي مي‌شود. به‌عنوان راهكاري ديگر، با اتخاذ ديدگاهي مبتني بر تقاضاي پاسخگو و تمركز بر بخش مصرف برق سعي شده است راهكارهايي براي دروني‌سازي اثرات خارجي ارائه شود. در اين رويكرد با بهره‌گيري از مديريت تقاضا و ايجاد انعطاف در مصرف كوشش مي‌شود، كاستي‌هاي بخش توليد، اصلاح و تعديل شود. در گام آخر با تركيب نمودن دو رويكرد پيشنهادي كوشش شده است رويكردي جامع براي دروني‌سازي اثرات خارجي منفي ناشي از محدوديت‌هاي بخش توليد توان به‌صورت كارا در بازارهاي برق متمركز ارائه شود، به‌نحوي‌كه منجر به تعيين ظرفيت بهينه سيستم ذخيره‌سازي انرژي يا ميزان بهينه تقاضاي پاسخگو شود. در هريك از گام‌هاي پژوهش ضمن معرفي دقيق خدمت پيشنهادي، كليه ويژگي‌هاي اقتصادي خدمت پيشنهادي و رويكرد نوين مورداستفاده براي قيمت‌گذاري اين خدمت به‌صورت دقيق تبيين شده است. در اين پژوهش، با بهره‌گيري از روش بهينه‌سازي دوسطحي ظرفيت بهينه براي فراهم‌آوري خدمت پيشنهادي تعيين مي‌شود. همچنين براي قيمت‌گذاري خدمت پيشنهادي روشي نوين بر مبناي قيمت‌گذاري تبعيضي پيشنهاد شده‌است؛ به‌نحوي‌كه واحدهاي توليد ايجادكننده اثرات خارجي در بازار برق به نسبت سهم خود براي پرداخت هزينه بابت استفاده از خدمت پيشنهادي مشاركت نمايند. رويكرد قيمت‌گذاري پيشنهادي براي خدمت مي‌كوشد ضمن جبران هزينه فراهم‌آوري خدمت درعين‌حال موجب حداقل‌سازي انحراف از پاسخ بهينه مسئله به علت افزوده شدن سازوكار خدمت‌محور پيشنهادي به مسئله بازار روز بعد شود. در انتها، از طريق انجام مطالعات عددي بر روي سيستم‌هاي تست استاندارد عملكرد روند پيشنهادي مورد ارزيابي و صحت‌سنجي قرار مي‌گيرد و پيشنهادهايي براي توسعه اين دستاوردها براي پژوهش‌هاي آتي ارائه مي‌شود.

Economic efficiency is the ultimate goal of all markets including the electricity market. Several technical and pecuniary restrictions known as externalities in economics literature can significantly affect the economic efficiency of the electricity market. Negative externalities resulted from the operational restrictions of generation units are inherent to electricity markets. In this dissertation, after reviewing the effects of externalities on the economic efficiency of electricity markets, an innovative and theoretically efficient service-based procedure aimed at internalizing negative externalities in the day-ahead electricity markets is presented. In this way, after introducing the problems caused by the existence of technical externalities in the power generation sector, a new service procured by the energy storage systems and demand response is proposed. Numerical case studies illustrate the functioning of the proposed externalities internalization scheme.

محمد امين لطيفي , حميدرضا كارشناس

عليمراد شريفي

محمداسماعيل همداني گلشن , رحمت اله هوشمند , شهرام معيني