The effects of transmission line parameters on congestion in competitive power markets

Elektrik enerji piyasalarında iletim hat parametrelerinin tıkanıklık üzerine etkileri

Abstract

Long-term management may eliminate the congestion problem emerging in the transmission lines. The long-term congestion management is based on planning to strengthen transmission grid in competitive power markets. This management will cause susceptance change and line capacity increase between the zones. In this paper, congestion relief as a function of line susceptance and line capacity is investigated based on the minimum generation cost. To achieve this goal, mathematical derivations are used to calculate sensitivities of the generation cost to the line susceptances are given, and numerical studies are done by using sequential quadratic optimization programming (SQP) to determine the congestion regions in terms of line parameters and the cost of generation when line capacities and line susceptances are changed. This study shows that there may be an optimum susceptance range which above and below values will increase the total cost when only the susceptance is varied and the line limit is kept constant. Optimum susceptance may be important when the line parameters are changed dynamically by using Flexible AC Transmission Systems (FACTS) devices widely in the future. The results are given in the conclusion section.

Özet

Enerji iletim hatlarında oluşan tıkanıklık problemi, uzun süreli düzenleme yöntemleriyle çözümlenebilir. İletim hatlarının güçlendirilmesine karşı gelen bu durumda hat suseptanst ve kapasitesinde değişim olur. Bu çalışmada, hat suseptansı ve kapasitenin fonksiyonu olarak tıkanıklıktan uzaklaşma minimum üretim maliyetine dayandırılarak incelenmiştir. Öncelikle üretim maliyetlerinin hat suseptanslarına duyarlılığını belirlemek için matematiksel model oluşturulmuştur sonra hat parametrelerinin değişimiyle üretim maliyetlerinin değişimi ve ortaya çıkan tıkanıklık bölgeleri sequential quadratic programlama (SQP) ile belirlenmiştir. Bu çalışmada tıkanıklıktan uzaklaşmak için her hat suseptansının optimum bir aralığı olduğu ortaya çıkmıştır. Bu sonuç özellikle hattan akan güç kontrolünde gelecekte FACTS sistemlerinin (esnek alternatif akım iletim sistemleri) kullanılmasının yaygınlaşması ile birlikte önemli olmaktadır. Elde edilen diğer bulgular sonuçlar bölümünde verilmiştir.