Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamadamin Latifi,Gholamreza Yousefi
محمدامین لطیفی (استاد راهنما) غلامرضا یوسفی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ahmad Mahmoudi
احمد محمودی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Market Power Analysis in Electricity Market in the presence of Wind Farms using Agent-based Computational Economics
- Evaluating the efficiency of electricity markets requires structural and behavioral evaluation of the markets over the time. An electricity market is a complicated and dynamic environment due to a set of restrictions such as instantaneous balance of generation and consumption, transmission network constraints, interactions between market participants and low sensitivity of demand to electricity price changes. In recent years, presence of renewable plants such as windfarms has increased complexities of electricity markets operation due to their power generation uncertainties and their increased penetration in the market. Hence, evaluating the efficiency of the electricity market requires new tools and approaches. Market power assessment is one of the most important parts in electricity markets monitoring and assessment. In this thesis, market power in a pool based electricity market in a short time horizon is studied. Day ahead and real time markets are modeled in the presence of wind power plants. Two different pricing strategies, namely strategic and price taking strategies are considered for the wind power generation. The risk policies of market players are taken into account by means of fuzzy tools. In this thesis, an extended In the first step, an enhanced In the numerical results section, in the first step, the performance of the simulation system is evaluated by comparing it with the Agent-based simulation of the Q-Leaning Agent, as well as a performance test on a three-bus power system. Then, several test cases are designed to examine the impact of different power system and electricity market characteristics such as transmission line outages, the location and size of the wind power plants, the strategic or price taker behavior of wind power plants, the collusion between traditional and wind power plants, and finally, locational and spatial correlation between wind power production and market power. The numerical results, on a three-bus and a 24-bus test systems, acknowledge the ability of the proposed model in market power assessment. Keywords : Electricity Market, Market Power, Agent-base Simulation, Wind Generator, Extended Classifier Systems
ارزیابی کارایی بازار برق نیازمند ارزیابی ساختاری و رفتاری بازار در گذر زمان است. بازار برق به سبب نیاز به تعادل لحظه‌ای تولید و مصرف، محدودیت‌های شبکه‌ی انتقال، برهم‌کنش شرکت‌کنندگان بازار، حساسیت پایین تقاضا به تغییرات قیمت برق و قانون‌های حاکم بر بازار محیطی پیچیده و پویاست. از سوی دیگر در سال‌های اخیر حضور نیروگاه‌های تجدید‌پذیر نظیر نیروگاه بادی به‌ همراه عدم قطعیت‌های توان تولیدی ناشی از متغیر بودن سرعت باد و افزایش سطح نفوذ نیروگاه‌های بادی در بازار، بر پیچیدگی‌های بازار‌‌های برق افزوده‌اند. بنابراین ارزیابی کارایی بازار برق نیاز به ابزارها و رویکردهایی نوین دارد. از بخش‌های مهم ارزیابی کارایی بازار برق، سنجش قدرت بازار است. در این پایان‌نامه، مساله‌ی قدرت بازار در افق زمانی کوتاه‌مدت در بازار حوضچه و با در نظر گرفتن بازارهای روز قبل و زمان واقعی و با توجه به حضور نیروگاه بادی به دو شیوه‌ی بازیگری راهبردی و قیمت‌پذیر، همراه با درنظرگرفتن سیاست‌های ریسک بازیگران به‌کمک ابزارهای فازی، به کمک شبیه‌سازی عامل‌محور صورت گرفته‌ است. در این پایان‌نامه، از سامانه‌ی دسته‌بند توسعه‌یافته برای شبیه‌سازی عامل‌محور استفاده شده است. دلیل این امر ویژگی‌های یکتای آن در کاوش بهتر فضا به سبب به خدمت‌گرفتن الگوریتم ژنتیک و گسسته‌سازی خودکار حالت‌های محیط است که منجر به بهبود فرآیند یادگیری و افزایش سود تجمعی بازیگران می‌شود. در ابتدا، سامانه دسته‌بند توسعه‌یافته برای شبیه‌سازی بازار برق در حضور نیروگاه‌های بادی طراحی می‌شود که دارای سه قسمت اصلی طراحی عامل، محیط و سیگنال پاداش است و برای شبیه‌سازی رفتار تولیدکنندگان مدل می‌شوند. عامل‌ها به‌گونه‌ای مدل می‌شوند که به دنبال حداکثرسازی سود هستند و به کمک ابزارهای فازی توانایی در نظر گرفتن ریسک در ارائه راهبرد را نیز دارند. محیطی که عامل‌ با آن هم‌کنش دارد از طریق تسویه بازار برق ساعتی در حضور عدم قطعیت‌ نیروگاه بادی شبیه‌سازی می‌شود. سیگنال پاداش نیز به‌صورت متوسط سود دریافتی از بازار برق برای هر عامل محاسبه می‌شود. در بخش نتایج عددی در ابتدا صحت‌سنجی عملکرد سامانه شبیه‌سازی طراحی‌شده از طریق مقایسه آن با شبیه‌سازی عامل‌محور مبتنی بر یادگیری Q و نیز تست عملکرد بر یک شبکه قدرت 3 ‌شینه انجام می‌شود. در ادامه آزمایش‌های متعدد برای بررسی نقش خروج خطوط، مکان و سایز نیروگاه بادی، راهبردی بودن و یا قیمت‌پذیر بودن رفتار نیروگاه‌های بادی، تبانی بین نیروگاه‌های سنتی و بادی و همبستگی مکانی-زمانی بین تولید نیروگاه‌های بادی بر قدرت بازار طراحی شده است. نتایج اجرای آزمایش‌های فوق بر شبکه‌های نمونه 3 شینه، ? ‌شینه و ?? شینه مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج عددی به دست‌آمده نشان‌دهنده توانمندی ساختار ارزیابی قدرت بازار پیشنهادی است. کلمات کلیدی: بازار برق، قدرت بازار، شبیه سازی عامل محور، نیروگاه بادی، سامانه ی دسته بند توسعه یافته

ارتقاء امنیت وب با وف بومی