COORDINATED PARTICIPATION OF WIND FARM AND COMPRESSED AIR ENERGY STORAGE SYSTEM IN A DEREGULATED MARKET ENVIRONMENT USING DISTRIBUTIONALLY ROBUST OPTIMIZATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF
Thesis_Report_Mohsen_Aldaadi.pdf Download (2MB) | Preview |
Arabic Abstract
تزايدت في الآونة الأخيرة انتشار إنتاج الطاقة الكهربائية من خلال استغلال الموارد المتجددة، ولا سيما طاقة الرياح في جميع أنحاء العالم. هذه الزيادة في استخدام طاقة الرياح تشكل مخاطرة كبيرة في ضمان موثوقية نظم الطاقة واستقرارها، ويرجع ذلك أساسا إلى التباين المستمر في مستويات قوة الرياح وعدم التيقن من مطابقتها للتوقعات لإتمام عملية التشغيل وتغطية الأحمال بالشكل المطلوب. لذلك، تضل عملية إشراك طاقة الرياح في سوق الطاقة والخدمات المساندة تحديا كبيرا من ناحية ضمان الموثوقية والذي ينبغي معالجته. تعتبر أنظمة تخزين الطاقة حلا فعالا يساعد في التغلب على هذه التحديات، لذلك تساهم هذه الأطروحة في التحقق من جدوى الجمع و الموائمة بين محطات إنتاج الكهرباء بالرياح ونظام تخزين الطاقة عن طريق الهواء المضغوط من خلال مشاركة القطاع الخاص في سوق الكهرباء. تقوم أنظمة تخزين الطاقة في تعويض التباين في انتاج الكهرباء الناتج عن محطات طاقة الرياح وتخزين الطاقة الفائضة مما يعطي مرونة كبيرة في عملية التشغيل الاقتصادي لها .لتحقيق هذا الهدف بالشكل المطلوب يجب تصميم و بناء النظام ضمن نموذج يتطرق لتمثيل التباين في انتاج طاقة الرياح و التذبذب في أسعار السوق من ما يعطي نتائج مرتبطة بالبيانات التحليلية لتوقعات طاقة الرياح و خلال إيجاد الحل الأمثل بواسطة الأسعار في سوق اليوم المسبق و سوق الخدمات المساندة. حيث يقوم النظام المطور بأستخدام (DRO) في هذه الأطروحة في الاستفادة المثلى من جدولة العطاءات والعروض في ظل ظروف مختلفة من التباين وعدم التيقن في أسعار السوق وطاقة الرياح والطلب على الطاقة الاحتياطية لكل ساعة.
English Abstract
Recently, the penetration of renewable resources, particularly wind power, has dramatically increased around the world. This increase in wind power penetration poses significant risks, power system reliability and stability, mainly due to the uncertain behavior of wind power output. Furthermore, due to the intermittent nature of wind power generation, participating in the energy and ancillary services market is considered a challenge. The application of energy storage systems (ESSs) is regarded a practical solution to overcome these challenges. This thesis investigates the combination of wind farms and a compressed air energy storage system (CAES) from the viewpoint of a private owner for participation in deregulated electricity markets. Because the CAES can compensate for the uncertainty in wind farm output, the wind farm will be capable of taking part in the electricity market. In particular, distributionally robust optimization (DRO) will be used to model and analyze the simultaneous participation of a combined wind farm and CAES in day-ahead energy and ancillary services markets. Under various uncertain parameters, including market prices, wind power, energy deployment in reserve, and AGC signal, the optimization of bidding/offering scheduling is considered. These uncertainties are addressed using an ambiguity set of probability distributions, where the expected worst-case scenario is determined. This method combines the advantages of stochastic and robust optimization. This method excludes the assumption of knowing the exact distribution of an uncertain parameter for stochastic optimization. In contrast to robust optimization, the method consolidates certain statistical data to reduce the conservative results.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Engineering Electrical |
| Department: | College of Engineering and Physics > Electrical Engineering |
| Committee Advisor: | Al-Ismail, Fahad |
| Committee Members: | Al-Awami, Ali and Mahmoud, Kassas |
| Depositing User: | MOHSEN ALDAADI (g201556250) |
| Date Deposited: | 24 Dec 2018 11:10 |
| Last Modified: | 31 Dec 2020 06:33 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140853 |