Optimisation du profit dans un marché d’électricité concurrentiel
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Date
2022-03-31
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Abstract
الملخص (بالعربية) :
في أنظمة الكهرباء التقليدية، يكون الإمداد بالكهرباء محتك ًرا دون منافسة. يحاول الموردون تقليل التكلفة المقدرة للإنتاج مع ضمان الأمن الكافي للإمداد للمستهلكين. يخضع إمداد الكهرباء، من التوليد إلى النقل إلى التوزيع إلى تشغيل النظام، لاحتكار شركة واحدة، مما تسبب في العديد من المشكلات في نظام الكهرباء، مثل فرض سعر أعلى على المستهلك مقارنة بسوق الكهرباء الأكثر تنافسية والذي ينتج عنه خفض إنتاج الكهرباء، مما أدى إلى انخفاض الأرباح للمنتجين، انخفاض الفوائد الاقتصادية للمستهلكين، اختيار المستهلك المحدود للمورد، انخفاض الاستثمار الاقتصادي للبلاد من خلال حرمان شركات الكهرباء من المشاركة في قطاع الكهرباء. الهدف من تحرير أنظمة الكهرباء لفتح أسواق الكهرباء وإدخال المنافسة هو تقليل تكلفة الكهرباء المحملة على المستهلك مع ضمان الربحية الاقتصادية لشركة التوليد دون التأثير على استقرار النظام وموثوقيته وأمنه. يتم دعم سوق الكهرباء المحررة، والذي يتضمن المنافسة واختيار المستهلك، من خلال نظام مفتوح لضمان تداول الكهرباء بشكل تنافسي وفعال. تحقيقا لهذه الغاية، يتعلق موضوع هذه الأطروحة، على وجه الخصوص، بحل مشكلتي تحسين في سوق الكهرباء: المشكلة الأولى هي التوزيع الاقتصادي الديناميكي القائم على العرض و الطلب في سوق الكهرباء الحرة حيث تمت معالجتها باستخدام خوارزمية مقترحة تسمى التلدين المحاكي و هي تقنية تحسين احتمالية و المشكلة الثانية هي التدفق الأمثل للطاقة بنا ًء على تقنية التسعير العقدية باستخدام تقنية النقاط الداخلية حيث يتم تغطية العديد من الأهداف مثل تقليل خسائر النقل، وخفض أسعار الكهرباء، وتقليل تكلفة توليد الطاقة ، وزيادة أرباح المستهلك ، وتعظيم أرباح شركات التوليد. كما قد تم دمج طاقة الرياح في مشكلتي التحسين لدراسة الأداء والفائدة الاقتصادية لدمج طاقة الرياح في سوق الكهرباء الحرة.
Résumé (Français) :
Dans les systèmes électriques traditionnels, la fourniture d'électricité est monopolisée, sans concurrence. Les fournisseurs cherchent à réduire le coût estimé de la production tout en assurant une sécurité de production suffisante pour les consommateurs. La fourniture d'électricité, de la production, du transport, de la distribution et de l'exploitation du système, est sous le monopole d'une seule compagnie, ce qui a créé de nombreux problèmes dans le système électrique, tels que le prix facturé au consommateur, plus élevé que dans un marché de l'électricité plus concurrentiel, la réduction de la production d'électricité, ce qui entraîne de faibles profits pour les producteurs, la diminution de bénéfices économiques pour les consommateurs, le choix limité du fournisseur par le consommateur, et un faible investissement économique pour l'économie du pays en limitant la participation des compagnies électriques dans le secteur de l'électricité. L'objectif de la dérégulation des systèmes électriques pour ouvrir les marchés de l'électricité et introduire la concurrence est de réduire le prix de l'électricité facturé au consommateur tout en assurant la rentabilité économique de la société de production sans affecter la stabilité, la fiabilité et la sécurité du système. Le marché de
l'électricité dérégulé, qui implique la concurrence et le choix du consommateur, est assisté par un système ouvert pour assurer un commerce de l'électricité concurrentiel et efficace. Dans ce but, le sujet de cette thèse concerne, en particulier, la solution de deux problèmes d'optimisation dans le marché de l'électricité : le premier problème est le dispatching économique dynamique basé sur les offres (BBDED) en utilisant un algorithme méta-heuristique puissant proposé appelé recuit simulé et le second problème est l'écoulement de puissance optimal basé sur la technique de tarification nodale LMP (OPF-LMP) où de nombreux objectifs sont couverts tels que la réduction des pertes de transport, la diminution des prix de l'électricité, la minimisation du coût de production d'électricité, l'augmentation du bénéfice des consommateurs et la maximisation du profit des producteurs. L'intégration de l'énergie éolienne dans les deux problèmes d'optimisation est effectuée pour étudier les performances et le bénéfice économique de l'intégration de l'énergie éolienne dans le marché de l'électricité dérégulé.
Abstract (English) :
In traditional electricity systems, the supply of electricity is monopolized, without competition. Suppliers try to reduce the estimated cost of production while ensuring sufficient security of supply for consumers. The supply of electricity, from generation to transmission to distribution to system operation, is under the monopoly of a single company, which has created many problems in the electricity system, such as charging the consumer a higher price than in a more competitive electricity market, reducing electricity production, resulting in low profits for producers, reduced economic benefits for consumers, limited consumer choice of supplier, and low economic investment for the country's economy by denying electric companies participation in the electricity sector. The objective of deregulating electricity systems to open up electricity markets and introduce competition is to reduce the cost of electricity charged to the consumer while ensuring the economic profitability for the generating company (GENCO) without affecting the stability, reliability, and security of the system. The deregulated electricity market, which involves competition and consumer choice, is aided by an open system to ensure competitive and efficient electricity trading. To this end, the topic of this thesis concerns, in particular, the solution of two optimization problems in the electricity market: the first problem is the bid-based dynamic economic dispatch (BBDED) using a proposed powerful meta heuristic algorithm called simulated annealing and the second problem is the optimal power flow based on the nodal pricing technique LMP (OPF-LMP) where many objectives are covered such as reducing transmission losses, reducing electricity prices, minimizing the cost of power generation, increasing consumer profits, and maximizing generator profit. The integration of wind power in the two optimization problems is performed to study the performance and economic benefit of integrating wind power in a deregulated electricity market.
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Doctorat
