Developing Environmental Based Incentive Mechanism to Increase Wind Penetration Rate in Competitive Smart Power System

برای مشاهده مقاله بر روی لینک زیر کلیک کنید:

“Renewable Energy and Smart Systems“

:Abstract of the article

Smart grids play a crucial role in transitioning to a low-carbon energy sector by ensuring the efficient and sustainable utilization of natural resources, such as wind generation. The high penetration rate of intermittent wind generation in competitive smart power systems necessitates the development of more sophisticated support schemes for this resource. Most current policies rely on financial incentives for wind generation. However, determining the cost of these support schemes in a competitive electricity market poses a significant challenge, which is addressed in this paper. In this paper, the Generation Expansion Planning (GEP) model is developed to design an environmentally-based incentive mechanism for wind generation in a smart, competitive power system. The GEP model examines the non-cooperative competition of generators at two layers. At the top layer, the generation investment game is analyzed, and at the bottom layer, the Cournot game at the power network operational level is examined. A solution algorithm based on Q-learning is used for the two-layer model, demonstrating how these layers interact to obtain environmental incentives by solving the multi-year generation expansion problem. This framework is implemented on a test system to demonstrate the effectiveness of the proposed approach. The outputs of the numerical studies include the expansion strategies of generation firms, the total profit of the wind power plant firm, the cost of the incentive mechanism for wind generation, the Wind Penetration Index (WPI)

چکیده مقاله:

شبکه‌های هوشمند در انتقال به یک سیستم انرژی کم‌کربن بسیار مهم هستند. این شبکه‌ها کمک می‌کنند تا منابع طبیعی، مثل انرژی بادی، به طور مؤثر و پایدار مورد استفاده قرار گیرند. با افزایش استفاده از انرژی بادی، نیاز به سیستم‌های حمایتی قوی‌تر احساس می‌شود؛ بسیاری از سیاست‌ها برای حمایت از تولید انرژی بادی به مشوق‌های مالی وابسته‌اند. اما محاسبه هزینه‌های این حمایت‌ها در بازار برق رقابتی کار آسانی نیست و این موضوع در این مقاله بررسی شده است.

در این مقاله، یک مدل به نام برنامه‌ریزی گسترش تولید (GEP) معرفی می‌شود که هدف آن طراحی یک مکانیزم تشویقی برای تولید انرژی بادی در یک سیستم قدرت هوشمند و رقابتی است. این مدل به بررسی رقابت تولیدکنندگان در دو سطح مختلف می‌پردازد: در سطح اول، سرمایه‌گذاری در تولید انرژی تحلیل می‌شود و در سطح دوم، نحوه عملکرد شبکه برق بررسی می‌شود.

برای حل این مدل از یک الگوریتم یادگیری Q استفاده می‌شود که نشان می‌دهد چگونه این دو سطح با هم کار می‌کنند تا مشوق‌های زیست‌محیطی ایجاد کنند. این چارچوب در یک سیستم آزمایشی آزمایش شده است تا کارایی آن نشان داده شود. نتایج این مطالعات شامل استراتژی‌های گسترش شرکت‌های تولید، سود کل شرکت‌های تولید انرژی بادی، هزینه‌های مکانیزم‌های تشویقی و شاخص نفوذ انرژی بادی (WPI) است.