- ارزش ریسک شرطی[۳۷]:
برای یک مقدار مشخص ، Conditional Value-at-Risk برابر است با مقدار مورد انتظار سود کوچکتر از چندک توزیع سود. اگر تمامی سناریوهای سود دارای احتمال برابر باشند،CVaR برابر است با سود مورد انتظار بدترین سناریوها.
( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
از لحاظ ریاضی، CVaR را میتوان برای یک توزیع گسسته به صورت زیر تعریف کرد:
(۲-۲۶)
CVaR را میتوان به صورت زیر در مسئله بدون ریسک (۲-۱۷) گنجاند:
(۲-۲۷)
Subject to:
متغیر پیوسته و غیر منفی است که برابر بیشترین مقدار و است. به بیان دیگر، مازاد را در سود در سناریوی فراهم می آورد، اگر این مازاد سود مثبت باشد]۱۲[.
در این پایان نامه از CVaR برای بیان ریسک توسط نهادهای بازار برق استفاده می شود.
مروری بر تحقیقات انجام شده
تحقیقات گسترده ای در ارتباط با عملکرد خردهفروش در بازارهای برق انجام شده است. در ]۲[ و ]۲۱[ مروری بر برنامه ریزیهای تصادفی انجام شده است. در ]۲۲[ روشی برای تولید تعداد محدودی سناریو ارائه شده است که ویژگیهای آماری خاصی را در بر میگیرد. یک روش تولید درخت سناریو مبتنی بر خوشهبندی سناریوها در ]۱۵[ پیشنهاد شده است. ]۲۳[ درباره مناسب بودن روشهای تولید سناریو برای مسئلههای برنامه ریزی تصادفی بحث کرده است. روشهای کاهش سناریو در ]۱۸[ آمده است.
در مرجع] ۲۴[، یک چارچوب تصمیم گیری برای خردهفروش مبتنی بر برنامه ریزی تصادفی برای تعیین قیمت فروش برق به مصرف کنندگان بر اساس زمان مصرف (TOU)[38] و مدیریت قراردادهای مختلف به منظور تهیه تقاضا و مقابله با ریسک در بازهی میانمدت پیشنهاد شده است.
در ]۲۵[، یک استراتژی میانمدت و کوتاهمدت برای خردهفروش پیشنهاد شده است که در برنامهی کوتاهمدت، مقدار انرژی خریداری شده از بازار اشتراکی و مقدار بار قابل قطع تعیین می شود، درحالیکه کمیت انرژی خریداری شده از قرارداد دو جانبه و قیمت فروش از طریق تصمیمات میانمدت تعیین می شود.
یک روش جدید برای تعیین تابع تقاضای بهینه برای خردهفروش در بازار آینده به منظور حداکثر کردن سود آن در[۱۶] آورده شده است. مرجع ]۱۷[، با درنظر گرفتن یک گروه مصرف کننده یک روش تصمیم گیری غیرخطی عدد صحیح را برای خردهفروش ارائه میدهد. در ]۲۸[، تأثیر چندین فاکتور بر استراتژی خردهفروش، نظیر استراتژی قیمت، تخفیف روی تعرفهها و تابع تقاضا مورد مطالعه قرار گرفته است.
مرجع ]۲۹[، یک چارچوب برنامه ریزی تصادفی را با داشتن قید ریسک بیان کرده و تعیین می کند خردهفروش باید چه قرارداد آیندهای را امضا کرده و در چه قیمتی باید برق را به فروش برساند تا سود مورد انتظار آن در یک سطح ریسک مشخص حداکثر شود. در این مرجع برای نشان دادن رفتار مصرف کنندگان از منحنی پلهای سهمیهبندی قیمت استفاده شده است.
در مرجع ]۳۰[، یک روش ریاضی مبتنی بر برنامه ریزی تصادفی عدد صحیح برای تعیین قیمت فروش بهینه برق به مصرف کنندگان و همچنین سیاست تهیه برق خردهفروش برای یک زمان معین پیشنهاد شده است. در این مرجع ریسک با بهره گرفتن از روش CVaR مدل شده است.
مروری بر ابزارهای ارزیابی ریسک در بازار برق، شامل ابزارهای مناسب برای تحلیل از نقطه نظر خردهفروش در ]۳۱[ آمده است. مسأله تنظیم قرارداد از نقطه نظر خردهفروش در هر دو سمت تولیدکننده و کاربر نهایی به منظور حداکثر کردن سود و با درنظر گرفتن سطح مشخصی از ریسک در ]۲۷[ تحلیل شده است. در ]۳۲[، مدلی برای ارزیابی ریسک خردهفروش و یک روش برای استفاده از آن ارائه شده است.
مسأله پیشنهاد قیمت یک نیروگاه مجازی در بازار همزمان انرژی و خدمات ذخیره چرخان در ]۳۳ [آمده است. استراتژی قیمتدهی پیشنهاد شده در این مرجع، یک مدل نامتعادل مبتنی بر مشارکت نیروگاهها بر اساس قیمت قطعی (PBUC)3 میباشد که قیود تعادل تولید ـ تقاضا و قیود امنیت VPP4 را در نظر میگیرد. . در ]۳۴[، درمورد ارزیابی مدل پیشنهاد شده در مرجع ]۳۳[ مربوط به استراتژی قیمتدهی نیروگاه مجازی در یک بازار همزمان انرژی و خدمات ذخیره چرخان میباشد.
با توجه به بررسیهای انجام شده در مراجع اشاره شده، حضور واحدهای تولید پراکنده و تأثیر آن در افزایش سود، کاهش قیمت فروش پیشنهادی به مصرف کنندگان و کاهش ریسک شرکتهای خردهفروش در تحقیقات گذشته مورد توجه قرار نگرفته است. لذا در این پایان نامه عملکرد خرده فروش در شرایط عدم قطعیت و حضور یک واحد تولید پراکندهی مقیاس کوچک مطالعه می شود. با توجه به وجود عدم قطعیتها در مسئله، مدلی تصادفی برای خرده فروش در قالب مسئله برنامه ریزی آمیخته صحیح ارائه و سپس با بهره گرفتن از نرم افزار GAMS حل می شود. هدف خردهفروش از مشارکت در بازار اشتراکی و آینده بیشینه کردن سود میباشد. فرض شده است خردهفروش واحد تولید پراکنده از نوع حرارتی در اختیار دارد و می تواند بر اساس قیمت پیشنهادی واحد تولیدی علاوه بر خرید انرژی از بازار اشتراکی و آینده، در برخی از ساعتها از این واحد برای تأمین بخشی از انرژی مورد نیاز خود استفاده کند. در نهایت، مقدار توان خریداری شده از هر کدام از بازارهای اشتراکی، آینده و توان تأمین شده توسط واحد تولیدی و قیمت فروش پیشنهادی خردهفروش به مصرف کنندگان مشخص میگردد.
جمعبندی
در این فصل مروری بر مفاهیم پایه بازار برق و برنامه ریزی تصادفی انجام شد. ابتدا، بازار برق، نمایندگان مختلف شرکتکننده در بازار، بازار اشتراکی، بازار آینده و منابع تولید پراکنده معرفی شد. سپس، مسئله برنامه ریزی تصادفی و مباحث کلی آن بیان شد. بعد از آن، مقدار مورد انتظار اطلاعات کامل و مقدار جواب تصادفی به منظور ارزیابی مزیت فرمولنویسی مسئله برنامه ریزی تصادفی به جای مسئله قطعی تعریف شد. در ادامه، روش تولید سناریوی استفاده شده در این پایان نامه ارائه شد. این روش مبتنی بر فرایند تولید تصادفی با بهره گرفتن از مدلهای ARIMA و روش کاهش سناریو میباشد. سپس، روش اندازه گیری ریسک که به طور گسترده در برنامه ریزی تصادفی مورد استفاده قرار میگیرد معرفی و فرمولنویسی شد. در آخر، این فصل با مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه عملکرد خردهفروش در بازار برق به پایان رسید.
در فصل آینده، به بررسی عدم قطعیت، معرفی چارچوب پیشنهادی، مدلسازی و فرمولنویسی مسئله پیش روی خردهفروش پرداخته می شود.
فصل سوم
ارائه مدل پیشنهادی برای مطالعه عملکرد خرده فروش مجهز به منابع تولید پراکنده
مقدمه
این فصل مربوط به مسئله پیش روی یک خردهفروش است که باید قرارداد آینده[۳۹] و قیمت فروش پیشنهادی به مصرف کنندگان خود را با در نظر گرفتن حضور یک واحد تولید پراکندهی مقیاس کوچک در یک دوره برنامه ریزی مشخص تعیین کند.
برای تهیه تقاضای برق مصرف کنندگان، خردهفروش با دو چالش عمده روبهرو است. در هنگام خرید برق، باید مشارکت خود را در هر دو بازار آینده[۴۰] و اشتراکی[۴۱] تعیین کند. در هنگام فروش برق، باید با تقاضای غیرقطعی مصرف کنندگان کنار آید و باید این حقیقت را قبول کند که اگر قیمت فروش تا حدودی مناسب نباشد مصرف کنندگان ممکن است خردهفروش دیگری را انتخاب کنند.
بازار آینده یک بازار سازمانیافته است که در آن محصولاتی با زمانهای تحویل متفاوت برای تجارت وجود دارد ]۱۲[.
برای مدلسازی، یک گروه مصرف کننده در نظر گرفته شده است. رابطه بین کمیت برق فروخته شده به گروه مصرف کننده و قیمت فروش تعیین شده توسط خردهفروش از طریق منحنی سهمیهبندی قیمت پلهای[۴۲] مدل می شود. این منحنی نشان میدهد که اگر قیمت فروش پیشنهادی توسط خردهفروش تا حد زیادی بالا باشد، مصرف کنندگان خردهفروش دیگری را برای تأمین تقاضای خود انتخاب خواهند کرد.
مسئله پیش روی خردهفروش توسط یک مسئله برنامه ریزی تصادفی دو مرحله ای مدل می شود که در آن قیمتهای بازار اشتراکی و تقاضای برق مصرف کنندگان به صورت فرآیندهای تصادفی مدل می شود. مدلسازی ریسک با بهره گرفتن از روش “ارزش ریسک شرطی” انجام می شود.
معرفی چارچوب پیشنهادی
شکل(۳-۱) شماتیک چارچوب پیشنهادی را نشان میدهد. همان طور که مشاهده می شود، بدنهی اصلی چارچوب شامل منابع درآمدی و هزینه های خردهفروش میباشد. خردهفروش مورد مطالعه برای دستیابی به سود حداکثر در دوره زمانی معین و نیز تأمین بار مشترکین، می تواند انرژی را از بازار اشتراکی و بازار آینده خریداری نماید. همچنین می تواند از تولید واحد تولید پراکندهی در اختیار که از نوع حرارتی میباشد، در دوره هایی از زمان به منظور تأمین بخشی از برق مورد نیازش استفاده نماید. مجموعه این فعالیتها، درآمدها و هزینه هایی را برای خردهفروش به همراه دارد. این درآمدها و هزینهها در شکل (۳-۱) در بلوکهایی نشان داده شده است. درآمدها عبارتند از: درآمد فروش به مصرف کنندگان، درآمد ناشی از فروش تولید واحد پراکنده به مصرف کنندگان. به دلیل عدم قطعیت در تقاضای پیش بینی شده مصرف کنندگان و نیز قیمت بازار اشتراکی، درآمدهای اشاره شده متأثر از این عدم قطعیتها میباشند. این عدم قطعیتها با بهره گرفتن از سناریو با احتمالات مربوطه مدل می شود. از طرف دیگر هزینه های متحمل شده عبارتند از: هزینه خرید انرژی از بازار آینده، هزینه خرید انرژی از بازار اشتراکی و هزینه بهره برداری واحدهای تولید پراکنده. شایان ذکر است به جز هزینه خرید از بازار آینده، دو هزینه دیگر تحت تاثیر عدم قطعیتهای قیمت بازار و تقاضا قرار دارند. مجموعه درآمدها و هزینه های اشاره شده در قالب یک مسئله برنامه ریزی خطی آمیخته صحیح مدلسازی میشوند. ورودی و خروجیهای چارچوب پیشنهادی در شکل (۳-۱) نشان داده شده اند.