A new thermal unit commitment model including energy storage load shifting and load curtailment

The unit commitment problem is one of the key issues in power system to make decision upon the operating state and how much power each unit generates over a certain period under different load level. The aim of the unit commitment is to minimize the total cost including the operating fuel cost, startup cost and shutdown cost. Based on the traditional unit commitment model, we two strategies to better optimize the total cost by transfer some peak load to the valley hours. One is the energy storage, the other is demand response including load shift and load curtail of thermodynamic load. In this thesis an MILP model is set up and use the CPLEX called from Matlab to get the solution. Additional constraints are required by adopting these strategies. Simulation results without considering the cost of energy storage and demand response are shown in Chapter 4. The load transfer potential can be observed in the results. Furthermore, in Chapter 5, the fee of these strategies is added by the modification of the objective functions. Energy producers can decide whether to generate enough power with high operating fuel cost during the peak hours or turn to the energy storage and demand response for help with an extra cost. Under different, the decisions can be different by struggling a balance between these two ways. In other words, it is also a balance between the benefits of energy producers and electricity consumers.

Il UC è uno dei problemi chiave in sistemi di potenza per prendere decisioni sullo stato operativo e disporre di quanta energia ogni unità può generare in un certo periodo sotto diversi livelli di carico. L'obbiettivo dell' UC è minimizzare il costo totale, includendo costo di carburante, costo di avviamento e di chiusura. Sulla base del tradizionale modello dell'UC, sono state adottate due strategie per ottimizzare al meglio il costo totale, spostando il carico dalle ore di punta alle ore di valle. Uno è l'accumulo di energia, l'altro è la risposta alla domanda compreso lo spostamento e riduzione del carico termodinamico. In questa tesi viene impostato un modello MILP e viene utilizzato l'algoritmo CPLEX di MATLAB per ottenere una soluzione. Inoltre sono necessari ulteriori vincoli per adottare queste strategie. I risultati della simulazione senza considerare il costo d'immagazzinamento dell'energia e risposta alla domanda sono riportati nel capitolo 4. il potenziale di spostamento del carico può essere osservato nei risultati. Inoltre, nel capitolo 5, la tariffa di queste strategie viene aggiunta dalla modifica delle funzioni obiettivo. I produttori di energia possono decidere se generare una potenza sufficiente con un elevato costo del carburante durante le ore di punta o passare allo stoccaggio di energia e risposta alla domanda, che richiede un costo aggiuntivo, le decisioni possono essere diverse trovando un equilibrio tra queste due soluzioni. In altre parole, è anche un equilibrio tra i benefici dei produttori e dei consumatori.