شبیه‌سازی طراحی و قیمت گذاری بازار ظرفیت برق ایران با تاکید بر انرژی های تجدیدپذیر :رهیافت الگوریتم بهینه‌سازی گرگ خاکستری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشکده اقتصاد و مدیریت دانشگاه باهنرکرمان، کرمان، ایران

2 دانشیار اقتصاد دانشکده مدیریت واقتصاد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

3 استاد دانشکده اقتصاد و مدیریت دانشگاه باهنر کرمان،کرمان، ایران

چکیده

این پژوهش چارچوبی بهینه‌سازی ساختاری برای شبیه‌سازی بازار ظرفیت برق در سامانه‌های قدرت ارائه می‌دهد که شامل منابع فسیلی و تجدیدپذیر است. مدل پیشنهادی با الگوریتم گرگ خاکستری رفتار اقتصادی بازار را با روش‌های محاسباتی هوشمند ترکیب می‌کند. ابتدا، تابع تقاضای معکوس با داده‌های واقعی و نوسانات تصادفی کوتاه‌مدت برای بازتاب عدم‌قطعیت تقاضا برآورد می‌شود. سپس ساختار هزینه واحدهای تولید برق با تفکیک اجزای ثابت و متغیر و بر اساس ظرفیت و الگوی تولید استخراج می‌گردد. در مرحله‌ی نهایی، الگوریتم گرگ خاکستری به‌منظور تخصیص بهینه ظرفیت تولید تحت قیود فنی و بازار به کار گرفته می‌شود. طراحی سلسله‌مراتبی الگوریتم امکان جست‌وجوی کارآمد در فضای تصمیم، همگرایی سریع و حفظ سازگاری اقتصادی مدل را فراهم می‌کند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که استفاده از منابع فسیلی ناکارآمد است، در حالی که واحدهای تجدیدپذیر با هزینه نهایی نزدیک به صفر عملکرد اقتصادی بهتری دارند. چارچوب ارائه‌شده ابزاری جامع برای تحلیل تعادل بازار و برنامه‌ریزی ظرفیت برق است و می‌تواند در ارزیابی سیاست‌های انرژی و تصمیم‌گیری در صنعت برق مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of Iran's Electricity Capacity Market Design and Pricing with a Focus on Renewable Energies: A Grey Wolf Optimization Algorithm Approach

نویسندگان [English]

  • Ali Abazari Askari 1
  • Zeinolabedin Sadeghi 2
  • Sayyed Abdolmajid Jalaee 3
1 Ph.D. Student, Faculty of Management and Economics, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Associate Professor of Economics, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Professor, Department of Economics and Management, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran, jalaee@uk.ac.ir
چکیده [English]

This study proposes a structural optimization framework for simulating electricity capacity markets, incorporating both fossil-fuel and renewable energy sources. The proposed model integrates market economic behavior with intelligent computational methods through the Grey Wolf Optimizer algorithm. In the first stage, the inverse demand function is estimated using real market data, including short-term stochastic fluctuations to capture demand uncertainty. Next, the cost structure of electricity generation units is derived by separating fixed and variable components, based on observed capacity and production patterns. Finally, the GWO algorithm is applied to determine the optimal allocation of generation capacity under technical and market constraints. The hierarchical design of the algorithm enables efficient exploration of the decision space, rapid convergence, and preservation of economic consistency. Simulation results indicate inefficiencies in the utilization of fossil-fuel units, while renewable energy units, with near-zero marginal costs, demonstrate superior economic performance. The proposed framework serves as a comprehensive tool for market equilibrium analysis and capacity planning and can inform energy policy evaluation and strategic decision-making in electricity markets and capital-intensive industries.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wolf Optimizerm
  • Electricity Capacity Market
  • Optimization