Virtual power plant (VPP) concept was developed to integrate distributed energy resources (DERs) into the grid in order that they are seen as a single power plant by the market and power system operator. Therefore, VPPs are faced with optimal bidding, and identifying arbitrage opportunities in a market environment. In this study, the authors present an arbitrage strategy for VPPs by participating in energy and ancillary service (i.e. spinning reserve and reactive power services) markets. On the basis of a security-constrained price-based unit commitment, their proposed model maximises VPP's profit (revenue minus costs) considering arbitrage opportunities. The supply-demand balancing, transmission network topology and security constraints are considered to ensure reliable operation of VPP. The mathematical model is a mixed-integer non-linear optimisation problem with inter-temporal constraints, and solved by mixed-integer non-linear programming. The result is a single optimal bidding profile and a schedule for managing active and reactive power under participating in the markets. These profile and schedule consider the DERs and network constraints simultaneously, and explore arbitrage opportunities of VPP. Results pertaining to an illustrative example and a case study are discussed

چکیده

مفهوم نیروگاه های مجازی (VPP) به منظور یکپارچه کردن منابع انرژی پراکنده (DER) در شبکه گسترش یافت تا آنها از دید بازار و کاربر سیستم قدرت، به صورت یک نیروگاه به نظر برسند. بنابر این، VPP ها با قیمت گذاری بهینه، و شناسایی فرصت های داوری در محیط بازار روبرو هستند. در این مطالعه، نویسندگان، یک استراتژی داوری برای VPP ها از طریق مشارکت در بازار های انرژی و سرویس های  جانبی، ارایه کرده اند (به عنوان مثال رزرو چرخان و سرویس های توان راکتیو). بر اساس تخصیص واحد بر مبنای قیمت همراه قیود امنیتی، مدل پیشنهادی آنها سود VPP (درآمد منهای هزینه) را با در نظر گرفتن فرصت های داوری بیشینه می کند. برای عملکرد مطمئن VPP، تعادل عرضه-تقاضا، ساختار شبکه توزیع و محدودیت های امنیتی در نظر گرفته شده اند. مدل ریاضی مساله، یک مساله بهینه سازی غیرخطی عدد صحیح مختلط به همراه قیود بین زمانی (موقتی) است و توسط برنامه نویسی غیرخطی عدد صحیح مختلط حل می شود. نتیجه، یک پروفایل قیمت گذاری بهینه و یک برنامه برای مدیریت توان اکتیو و راکتیو تحت مشارکت در بازارها می باشد. این پروفایل و برنامه DER ها و محدودیت های شبکه را به طور همزمان در نظر می گیرد و فرصت های داوری VPP را پویش می کند. نتایج مربوط به یک مثال بوده و یک مورد مطالعاتی بررسی شده است.

1-مقدمه

اخیرا، توجهات زیادی به استفاده از منابع انرژی پراکنده (DER ها) از قبیل تولید پراکنده (DG)، سیستم ذخیره انرژی (ESS) و پاسخ بار (DR) برای افزایش بهره وری انرژی سیستم های قدرت شده است. با افزایش نفوذ DER ها دو مشکل عمده پیدا شدند: (الف) این عناصر برای کاربر مستقل سیستم (ISO) برای کارکرد موثر و بهینه قابل مشاهده نبودند و (ب) آنها نمی توانستند در انرژی و سرویس های جانبی بازارها برای به دست آوردن سود مشارکت کنند...