Abstract
In this paper, we propose a security-constrained unit commitment (SCUC) model which considers the impact of mobility of Battery-based Energy Storage Transportation (BEST) system. The BEST technology considers the transmission of electricity via rails (in the form of storage) rather than utilizing transmission lines, which allows transmission grid operators to focus on certain geographical regions of the grid and provides the grid with more flexibility to relieve the congestion. To solve the resulting large-scale MILP model, a Lagrangian decomposition-based technology is presented, which uses a modified sub-gradient method to accelerate the convergence of the BEST algorithm. The IEEE 118-bus system integrated with a railway network composed of 8 railway stations and 10 rail lines is used to illustrate the applicability of the BEST model and the performance of the algorithm. The results show that the BEST solution can reduce the overall cost of power delivery by transporting the electricity from low locational marginal price (LMP) areas to high LMP areas, relieve transmission congestion, reduce the need for acquiring additional transmission right-of-ways, and optimize the use of existing space on freight trains which is already vacated by the closure of coal power plants throughout the country
چکیده
در این مقاله، مدلی برای برنامه ریزی مشارکت واحدهای تولید با در نظر گرفتن قیود امنیت سیستم (SCUC) ارائه می دهیم که تاثیر تحرک سیستم حمل و نقل ذخیرۀ انرژی باتری (BEST) را مورد توجه قرار می دهد. انتقال برق در فن آوری BEST به جای استفاده از خطوط انتقال، از طریق راه آهن (به صورت ذخیره شده) صورت می گیرد، این کار باعث می شود تا اپراتورهای شبکۀ انتقال بر روی مناطق جغرافیایی بخصوصی در شبکه تمرکز کنند و موجب می شود تا شبکه انعطاف پذیری بیشتری برای کاهش تراکم داشته باشد. برای یافتن راه حل مدل MILP حاصل در مقیاس بزرگ، نوعی فن آوری مبتنی بر تجزیۀ لاگرانژی با استفاده از روش زیرگرادیان اصلاح شده ای برای تسریع همگرایی الگوریتم BEST ارائه می شود. سیستم IEEE 118 باسۀ ادغام شده با شبکۀ راه آهنِ متشکل از 8 ایستگاه و 10 خط ریلی برای نشان دادن کاربرد مدل BEST و عملکرد این الگوریتم مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهند که راهکار BEST می تواند هزینۀ کل توزیع توان را از طریق حمل و نقل برق از مناطقی با قیمت حاشیه ای محلی (LMP) پایین به مناطقی با LMP بالا کاهش دهد، از تراکم انتقال بکاهد، نیاز به تعیین مسیرهای انتقال بیشتر را کاهش دهد، و از فضای خالی موجود در قطارهای باری به علت بسته شدن نیروگاه های زغال سنگ در سراسر کشور حداکثر استفاده را ببرد
1- مقدمه
تمدن های مدرن برای رونق اجتماعی و اقتصادی خود همواره نیاز به نوعی انرژی پاک، وافر و ارزان دارند. پیش بینی می شود که در آینده، مصرف بالای برق یکی از موارد بنیادی تمامی کشورهای صنعتی خواهد بود. توزیع جغرافیایی مصرف برق در عمل شدیدا وابسته به جمعیت می باشد، و به دلیل شهرنشینی بسیار نامتوازن است. 54 درصد از جمعیت جهان در سال 2014 در مناطق شهری اقامت داشتند (آمریکای شمالی 81 درصد، اروپا 73 درصد، شرق آسیا 59 درصد). علاوه بر این، پیش بینی می شود که 66 درصد از جمعیت جهان تا سال 2050 در جوامع شهری زندگی خواهند کرد (آمریکای شمالی 87 درصد، اروپا 73 درصد، شرق آسیا 78 درصد)...