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An optimal real-time pricing strategy for aggregating distributed generation and battery storage systems in energy communities: A stochastic bilevel optimization approach

Sarfarazi, Seyedfarzad und Mohammadi, Saeed und Khastieva, Dina und Hesamzadeh, Mohammad Reza und Bertsch, Valentin und Bunn, Derek (2023) An optimal real-time pricing strategy for aggregating distributed generation and battery storage systems in energy communities: A stochastic bilevel optimization approach. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijepes.2022.108770. ISSN 0142-0615.

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Kurzfassung

The expansion of distributed electricity generation and the increasing capacity of installed battery storage systems at the community level have posed challenges to efficient technical and economic operation of the power systems. With advances in smart-grid infrastructure, many innovative demand response business models have sought to tackle these challenges, while creating financial benefits for the participating actors. In this context, we propose an optimal real-time pricing (ORTP) approach for the aggregation of distributed energy resources within energy communities. We formulate the interaction between a community-owned profit-maximizing aggregator and the users (consumers with electricity generation and storage potential, known as “prosumagers”, and electric vehicles) as a stochastic bilevel disjunctive program. To solve the problem efficiently, we offer a novel solution algorithm, which applies a linear quasi-relaxation approach and an innovative dynamic partitioning technique. We introduce benchmark tariffs and solution algorithms and assess the performance of the proposed pricing strategy and solution algorithm in four case studies. Our results show that the ORTP strategy increases community welfare while providing useful grid services. Furthermore, our findings reveal the superior computational efficiency of our proposed solution algorithm in comparison to benchmark algorithms.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192152/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An optimal real-time pricing strategy for aggregating distributed generation and battery storage systems in energy communities: A stochastic bilevel optimization approach
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sarfarazi, SeyedfarzadSeyedfarzad.sarfarazi (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0532-5907NICHT SPEZIFIZIERT
Mohammadi, Saeedsaeedmoh (at) kth.seNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Khastieva, Dinadina.khastieva (at) vattenfall.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hesamzadeh, Mohammad Rezamrhesa (at) kth.seNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bertsch, ValentinValentin.Bertsch (at) ee.ruhr-uni-bochum.dehttps://orcid.org/0000-0001-9477-4805NICHT SPEZIFIZIERT
Bunn, Derekdbunn (at) london.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2023
Erschienen in:International Journal of Electrical Power & Energy Systems
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.ijepes.2022.108770
Verlag:Elsevier
ISSN:0142-0615
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Battery storage system; Bilevel optimization; Branch and bound; Demand response; Energy community; Real-time pricing
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie, E - Systemanalyse und Technologiebewertung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse, ST
Hinterlegt von: Sarfarazi, Seyedfarzad
Hinterlegt am:15 Dez 2022 12:11
Letzte Änderung:15 Dez 2022 12:11

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