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Day-Ahead and Intraday Dispatch of an Integrated Biomass-Concentrated Solar System: A Multi-Objective Risk-Controlling Approach

可调度发电 可再生能源 CVAR公司 数学优化 帕累托原理 计算机科学 电力系统 运筹学 经济 功率(物理) 工程类 风险管理 数学 预期短缺 电气工程 分布式发电 物理 管理 量子力学
作者
Hooman Khaloie,François Vallée,Chun Sing Lai,Jean‐François Toubeau,Nikos Hatziargyriou
出处
期刊:IEEE Transactions on Power Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:37 (1): 701-714 被引量:46
标识
DOI:10.1109/tpwrs.2021.3096815
摘要

Solar energy and bioenergy are two leading renewable forms of energy in the move toward a near-zero-emission electric power industry. Concentrated solar power units coupled with thermal storage and biomass power plant offer dispatchable electricity, raising their ever-growing role in future renewable-dominated networks. This paper proposes a day-ahead and intraday dispatch model for maximizing the profit of an Integrated Biomass-Concentrated Solar (IBCS) system considering the synergies arising from their coupled operation. To sensibly capture uncertainty and decision sequence of real-life electricity markets, a two-stage stochastic structure is proposed, while the solar-related uncertainty is involved using Information Gap Decision Theory (IGDT). The model is complemented with a novel multi-objective architecture based on the compound of IGDT and Conditional Value-at-Risk (CVaR), which allows handling risk exposure to both stochastic and IGDT inputs. The Pareto strategies in the multi-objective model are extracted through an expanded form of the $\epsilon$ -constraint method, whereas a posteriori approach based upon the out-of-sample assessment is applied to derive the optimal dispatch pattern among the generated Pareto strategies. The simulation results demonstrate that: 1) the proposed integrated dispatch model achieves substantial profitability, and 2) the performance of the suggested CVaR-IGDT model is superior to conventional approaches.
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