امروزه حرکت سیستم های قدرت به سوی فضاهای جدید اقتصادی و مدیریتی، فصل جدیدی در بهره-برداری از این سیستم ها گشوده است. یکی از بزرگترین پیامدهای این حرکت، اجازه استفاده عادلانه همه متقاضیان از شبکه انتقال، تحت عنوان دسترسی آزاد می باشد. دسترسی آزاد به شبکه انتقال متضمن تحقق یک رقابت سالم در تبادلات می باشد، ولی به دلیل امکان ایجاد تراکم در شبکه انتقال می-تواند به یک مشکل عمده در سیستم های جدید تبدیل گردد. امروزه مطالعات گسترده ای در پیشگیری، کاهش و کنترل فنی و اقتصادی این پدیده تحت عنوان مدیریت تراکم انتقال انجام می-گیرد که بسته به روش های به کار گرفته شده برای تجدید ساختار در کشورهای مختلف جهان بسیار متنوع است. در این رساله، پس از بررسی جزئیات موضوع تراکم انتقال، در بخش اول پژوهش، روشی کامل تر نسبت به کارهای گذشته برای مدیریت استاتیکی کوتاه مدت رفع تراکم از دید بهره بردار مستقل سیستم، ارائه شده است. مبنای روش پیشنهادی و مورد مطالعه، برنامه ریزی (دیسپچ) مجدد تولید توان های حقیقی و راکتیو در شین های حساس شبکه بر اساس تعیین ضرایب توزیع تراکم (ضرایب حساسیت) و دسته بندی شین های شبکه انتقال بر پایه این ضرایب حساسیت و سپس دیسپچ مجدد ژنراتورها توام با بارهای وقفه پذیر (قابل برنامه ریزی) و منابع راکتیو موجود می باشد. در مدل پیشنهادی، بازار برق و فرآیندهای آن به صورت ترکیبی مدل شده و امکان وجود قراردادهای فیزیکی انتقال نیز در نظر گرفته شده است به طوری که در مجموع بتوان به یک چارچوب مناسب برای تحلیل مدیریت رفع تراکم در شبکه های انتقال نائل شد. در ادامه، روش پیشنهادی بر یکی از شبکه های استاندارد، مورد آزمون قرار گرفته و در آن تحلیل هزینه رفع تراکم و بررسی نحوه تخصیص آن، همراه با در نظر گرفتن ضرایب تعدیل هزینه مربوط به دیسپچ مجدد بارها متناسب با ضرایب توزیع تراکم، در دو نوع سازوکار بازار شامل پرداخت مطابق پیشنهاد و قیمت گذاری یکنواخت نیز بررسی شده است که نتایج عددی، کارآمدی روش پیشنهادی را نشان می دهد. در ادامه کار، در بخش دوم پژوهش این رساله، مدل سازی و تحلیل مدیریت ریسک تراکم انتقال از دیدگاه شرکت کنندگان بازار مطرح شده است. مدیریت ریسک تراکم یکی از مهم ترین مباحث مرتبط با شبکه های انتقال در سیستم های قدرت تجدید ساختار شده و بازارهای برق دنیا، به ویژه بازارهای مبتنی بر قیمت گذاری ناحیه ای یا محلی است که ابزار اصلی آن قراردادهای مالی انتقال است. در این رساله، پس از بررسی موضوع قراردادهای مالی حق انتقال، نحوه پیشنهاددهی بهینه انواع مختلف این قراردادها توسط شرکت کنندگان بازار برق در حراج های ثانویه تبادل این قراردادها و در بازه زمانی کوتاه مدت (به صورت هفتگی) جهت مدیریت ریسک تراکم، با استفاده از نظریه بازی ها تحلیل شده است. در پایان، روش پیشنهادی در یک شبکه نمونه مورد آزمون قرار گرفته است که نتایج عددی کارآمدی آن را نشان می دهد.

بازیگران همواره به دنبال الگوهای رفتاری مشابه در دوره های زمانی خاص هستند تا پیشنهادات ‏سرمایه گذاری بهتری تنظیم کنند. از طرف دیگر نهاد تنظیم بازار نیز برای سنجش تاثیر قوانین، نیازمند ‏تشخیص الگوهای رفتاری بازار می باشد.‏‎ ‎هدف از این پایان نامه، اندازه گیری تشابه رفتار بازار برق در ‏دوره های زمانی مختلف است. برای پیاده سازی این سیستم یک مدل تقریبی توزیع داده ویک روش ‏اندازه گیری متفاوت ارائه می شود و شباهت رفتار بازار برق در دوره های زمانی مختلف شناسایی می شود. ‏روش های مشترک زیادی در زمینه پیش بینی رفتار بازار براساس کشف رابطه بین گذشته و آینده ارائه ‏شده است، اما در این پایان نامه تلاش شده است تا از طریق تخمین بهتر تغییرات رفتار بازار، زمینه ‏اخذ تصمیمات مناسب تر برای سرمایه گذاران و نهادهای تنظیم بازار فراهم آید. در روش پیشنهادی ‏برای تعیین میزان شباهت رفتاری بازار در دوره های زمانی متفاوت از روش ریاضی، مدلی برای توزیع ‏داده توسعه شده است که در آن پس از برآورد مرکز توزیع داده ها، مجموعه ای از بردارهای نرمال ‏تعیین می شوند که می توانند نشان دهنده تراکم توزیع داده ها باشند. سرانجام با بهره گیری شاخص برای ‏تعیین تشابه های رفتاری، داده های مربوط به دو بازه زمانی متفاوت با یکدیگر مقایسه می شوند. برای ‏نشان دادن تاثیر روش پیشنهادی از اطلاعات بازار نیویورک در سال های 2002 تا 2010 استفاده شده ‏است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش های ارائه شده، تغییرات رفتار بازار را همانطورکه انتظار ‏می رود استخراج می کند و الگوهای رفتاری کاملی برای بازار ارائه می دهد که می تواند از سوی تمام ‏نهادهای بازار استفاده شود.‏

حقوق مالی انتقال (ftr) یکی از ابزارهای مالی برای پوشش ریسک بازیگران بازار برق در مواجهه با پدیده پرشدگی خطوط انتقال است. هر ftr از نقطه تزریق به نقطه دریافت تعریف می شود که این نقاط می توانند یک شین، ناحیه یا منطقه باشند. ftr که بین دو نقطه از شبکه (دو شین یا دو ناحیه) تعریف می شود، به دارنده خود این حق را می دهد که در صورت بروز پرشدگی در شبکه انتقال و ایجاد تفاوت در قیمت های برق در این دو نقطه، به ازای ظرفیت ftrی که خریده است، وجوهی را دریافت کند. پرداخت کننده این وجوه معمولا iso است و منبع تأمین آن، مازاد تجاری ناشی از تفاوت دریافت و پرداخت های iso از خریداران و فروشندگان بازار است که در روش قیمت گذاری نقطه ای (lmp) حاصل می شود. بدیهی است که تسویه بازار ftr مستلزم آن است که iso تمامی وجوه ناشی از مازاد تجاری را میان دارندگان ftr تقسیم کند. به عبارت دیگر، ظرفیت ftr فروخته شده به وسیله iso باید چنان باشد که با توجه به تغییرات قیمت انرژی در بازار، در پایان دوره فروش ftr وجوه ناشی از مازاد تجاری بازار به طور کامل به دارندگان ftr پرداخت شود. بر این اساس، در این پایان نامه مدلی برای تعیین مقدار قابل عرضه ftr در بازار حراج اولیه این کالای مالی به وسیله iso ارائه شده است. در این مدل با درنظر گرفتن هر دو نوع ftr اجباری و اختیاری تلاش شده است تا در گام نخست، مازاد تجاری در اختیار iso در یک دوره میان مدت، چنان که در بازارهای ftr معمول است برآورد شود و سپس میزان بهینه ftrهای قابل عرضه چنان تعیین شود که با درنظر گرفتن ریسک فروش، مازاد تجاری در اختیار iso در پایان دوره کمینه باشد. روش پیشنهادی در یک بازار برق نمونه اجرا شده و نتایج قابل قبولی گرفته شده است.

در ساختار انحصاری صنعت، قیمت برق توسط دولت یا مجموعه ای زیر نظر دولت تعیین می شود. با شروع تجدید ساختار و خصوصی سازی در بازارهای برق، مطالعات بسیاری در کلیه قسمتها بویژه در بحث طراحی سیستمهای جدید و قیمت انرژی انجام شد، تا بتوان کارایی سیستم و سود سرمایه گذاری را بالا برد. سود سرمایه گذاری میتواند از طریق، بستن قراردادهای بهتر و یا پیشنهاددهی قیمت خوب برای خرید و یا فروش انرژی الکتریکی افزایش یابد که برای رسیدن به این موارد، باید قیمت برق را پیش بینی نمود. از سوی دیگر پیش بینی قیمت نقش مهمی در طرح و برنامه ریزی و گسترش سیستمهای قدرت داشته و پایه مطالعات اقتصادی توزیع انرژی و ایجاد بازار برق میباشد. قیمت انرژی الکتریکی در سیستمهای قدرت به عوامل متعددی همچون میزان مصرف بار، متغیرهای جوی مانند باد، رطوبت، پوشش ابری، تعطیلات، ماههای سال و روزهای هفته و قیمت سوخت بستگی دارد. در این پایان نامه ابتدا فرض شده است داده ها تا دو سال قبل هم برای اطلاعات بار و هم برای اطلاعات قیمت موجودند. داده های با شباهت زیاد هم برای اطلاعات بار و هم برای اطلاعات قیمت با ساعت مبنا حفظ و سپس مجموعه حاصل بررسی شد. پس از حذف داده های نامناسب در این قسمت با اطلاعات باقیمانده، پیش بینی قیمت برای روزها و هفته های نمونه در چهار فصل سال هم با استفاده از ga-arima و هم با استفاده از شبکه های عصبی- فازی انجام شد. نتایج حاصل در اغلب موارد بیانگر این موضوع است که روش anfis از نظر صحت و قابلیت اعتمادپذیری از روش ga-arima بهتر است. با توجه به ماهیت قیمت و پیش بینی آن، که اصولا موردی غیرخطی محسوب میشود، به نظر می رسد تکنیکهای محاسباتی نرم در مقایسه با تکنیکهای محاسباتی سخت، در این زمینه کارآیی بیشتری داشته باشند که نتایج حاصل برای نمونه مورد بررسی نیز تا حدود زیادی موید این مطلب می باشد. دقت پیش بینی با روشهای پیشنهادی نسبت به روشهای مشابه مطرح شده تا کنون، بهبود یافته اند. کلید واژه: بازار برق، پیش بینی قیمت، الگوریتم ژنتیک، شبکه های فازی-عصبی.

امروزه با تجدید ساختار صنعت برق و رقابت بین بازیگران بازار و نیز به دلیل رشد روز افزون بار و محدودیت در تولید و مشکلات مربوط به تأسیس نیروگاه و خطوط انتقال، همچنین محدودیت های اقتصادی و زیست محیطی، پیوسته عدم تعادل بین تولید و بار وجود دارد، از این رو بهره برداران سیستم قدرت ناچار به بهره برداری از شبکه در حد پایداری می شوند که در صورت بروز پیشامد در سیستم، منجر به بروز ناپایداری و حتّی خاموشی جزئی یا کلی در شبکه قدرت می شود. در صورت خاموشی، عملیات پیچیده و دشواری برای بازگشت به حالت عادی در شبکه نیاز است که به این عملیات بازیابی سیستم قدرت اطلاق می شود. مسئله دیگر محروم ماندن مصرف کنندگان در مدت خاموشی می باشد. استفاده ی مناسب از طرح های حفاظت ثانویه موجب می شود شبکه تنها از حالت عادی به حالت هشدار تغییر وضعیت دهد. نکته مورد توجه دیگر این است که استفاده از حفاظت های محلی برای حوادثی که باعث خاموشی سیستم قدرت می شوند مناسب نیست زیرا این خاموشی ها چه جزئی باشند چه کلی، اثر عمومی دارند نه محلی. بنابراین استفاده از طرح های حفاظت ثانویه راه حل مناسبی برای بهره برداری از سیستم قدرت با خطوط با بارگذاری زیاد و حاشیه پایداری کم می باشد. با توجه به افزایش احتمال قطعی به دلیل اضافه بار سیستم که توسط تقاضای روز افزون برای انرژی الکتریکی، ایجاد می شود؛ شرکت های برق در حال بررسی فن آوری اطلاعات مدرن می باشند تا دریابند که کدام یک از آنها می تواند این وضعیت را بهبود بخشند. لذا بررسی استراتژی حفاظت کنونی سیستم برای مقابله با پیشامدهای ناحیه گسترده الزامی می باشد، که این امکانات از پیشرفت های حاصله در عملکرد سیستم، تکنیک های کنترل و حفاظت مشتق شده است. همچنین بهره برداران سیستم قدرت، در برای جلوگیری از ناپایداری و اقتصادی شدن طرح از سیستم های حفاظتی و کنترلی پیشرفته ای به نام طرح های حفاظت سیستم شامل طرح های حفاظت ویژه یا طرح های حفاظتی سیستم ، طرح های حفاظت یکپارچه ی سیستم ، طرح های عملیات اصلاحی ، سیستم های حفاظت منطقه گسترده و یا سیستم های نظارت، کنترل و حفاظت منطقه گسترده ، بهره می گیرند. با استفاده از این طرح ها می توان خطوط را تا حد نامی بارگذاری کرد و در شرایط ایجاد پیشامد، می توان از ناپایداری سیستم جلوگیری کرد. لازم به ذکر است که با توجه به تنوع واژه های اطلاقی برای عملکرد حفاظتی مذکور در مراجع مختلف، به جای استفاده از واژه های sps،sips ، ras، waps ویا wampacs، در این پایان نامه از همان واژه ی sps یعنی طرح یا سیستم حفاظت ویژه استفاده شده است. برای طراحی و نصب یک سیستم حفاظت ویژه در شبکه ی قدرت، نیاز به دانش گسترده و ابزارهای پیشرفته برای کشف پیشامد در شبکه، روش های تخمین حالت سیستم قدرت، روش های تعیین عملیات اصلاحی متناسب با پیشامد، ارسال و دریافت داده های حاصل از واحدهای اندازه گیری فازور به مرکز تصمیم گیری و ارسال عملیات اصلاحی به نقاط مختلف شبکه به وسیله ی تکنیک های ارتباطی و مخابراتی می باشد. به عبارت دیگر برای نظارت بر عملکرد ایمن شبکه ی قدرت نیازمند به برنامه ریزی و طراحی دقیق و اطلاعات گسترده در زمینه های مختلف تحلیل پارامترهای فنّی و اقتصادی شبکه قدرت وجود خواهد داشت. با توجه به گستردگی مراحل مدل سازی سیستم حفاظت ویژه، تحقیقات و مراجع زیادی در زمینه های مختلف مدل سازی سیستم های حفاظت ویژه انجام شده است. برخی از این تحقیقات در زمینه ی روش تحلیل پیشامدهای شدید شبکه قدرت، برخی در زمینه جایابی واحدهای اندازه گیری فازور در شبکه قدرت، و تخمین حالت سیستم قدرت، دسته ای دیگر در زمینه ی کاربرد سیستم های ارتباطی و مخابراتی در طراحی و عملکرد سیستم های حفاظت ویژه و برخی دیگر در زمینه ی طراحی عملیات اصلاحی سیستم حفاظت ویژه پرداخته اند. عملیات اصلاحی سیستم حفاظت ویژه خود در دو دسته ی کلی برای تأمین امنیت دینامیکی و امنیت استاتیکی شبکه تقسیم می شوند. از جمله عوامل امنیت دینامیکی شبکه بحث های پایداری دینامیکی ولتاژ و پایداری فرکانسی شبکه می باشند که در مراجع مختلف به روش های مطالعاتی در حالت به هنگام شبکه پرداخته اند زیرا مطالعات دینامیکی شبکه در محدوده ی زمانی ثانیه و میلی ثانیه و به طور خودکار باید انجام شود. از عوامل امنیت استاتیکی شبکه بحث پایداری دامنه ولتاژ یا پایداری ولتاژ استاتیکی، مدیریت تراکم یا بهره برداری از شبکه در محدوده ی حرارتی خطوط می باشند. در این پایان نامه به تعیین روشی جدید برای تعیین عملیات اصلاحی سیستم حفاظت ویژه، برای برآوردن قیود امنیت استاتیکی شبکه قدرت پرداخته می شود. در مراجع مختلف هدف از تعیین عملیات اصلاحی مدیریت انرژی سیستم، کمینه کردن مقدار خاموشی در شبکه ی قدرت و دیگر اهداف فنیّ می باشد و تاکنون طراحی عملیات اصلاحی با توجه به اهداف اقتصادی بازار برق از جمله در نظر گرفتن رفاه اجتماعی بازیگران بازار، انجام نشده است و تنها در مواردی عملیات قطع بار برای کمینه کردن هزینه های خاموشی [ و2] در شبکه طراحی شده است. لذا در این پایان نامه با استفاده از روش-های بهینه سازی، بهینه ترین جواب عملیات اصلاحی نسبت به پیشامدهای تهدید کننده ی امنیت استاتیکی شبکه، به منظور تأمین هر دو هدف کمینه کردن هزینه های قطعی بار و بیشینه کردن رفاه اجتماعی بازیگران بازار برق، استخراج می شود. همچنین مزیت اقتصادی و عملکردی طرح مذکور نسبت به دو طرح کمینه کردن مقدار خاموشی و کمینه کردن هزینه خاموشی با لحاظ کردن شرایط مختلف بارگذاری، الاستیک بودن یا نبودن بار، نوع قراردادهای حوضچه یا ترکیبی به اثبات خواهد رسید. برای این منظور از بهینه سازی مدل تابع غیر خطی و چند منظوره با استفاده از روش های ریاضی موجود در نرم افزار gams استفاده می شود. این پایان نامه، در شش فصل تنظیم شده است. همان طور که مشاهده شد، فصل اول به ارائه ی مقدمه ای پیرامون مبانی، اهداف و انگیزه های انجام این پایان نامه اختصاص یافته است. در ادامه، کلیات ِ مطالبی که در فصل های بعد ارائه می شود، بیان می گردد. ? فصل دوم، به دو بخش تقسیم می شود. بخش اول، به مرور مطالعات درباره ی علل وقوع خاموشی در شبکه های مختلف جهان پرداخته و روش های جلوگیری از این عوامل معرفی می-شوند. در بخش دوم به تعریف سیستم های حفاظت ویژه، استانداردهای طراحی این سیستم، مرور بر مقالات انجام شده در رابطه با انواع طرح های حفاظت ویژه، روش های تعیین عملیات اصلاحی و نیز عملکرد سیستم نظارت و ارسال داده با استفاده از ابزار های ارتباطی و مخابراتی پرداخته می شود. ? فصل سوم، به ارائه ی مفاهیم مرتبط با عملکرد و نظارت اپراتور مستقل سیستم در بازار برق، از جمله انواع مدل ها و قراردادها در بازار برق، روش مدل سازی رفاه اجتماعی بازیگران بازار برق و الاسیتیسیته تقاضا پرداخته می شود. ? در فصل چهارم، به ارائه ی روش های مدل سازی رفتار اقتصادی تولیدکنندگان و مصرف کنندگان برق و روش محاسبه رفاه اجتماعی پس از وقوع پیشامد توسط اپراتور مستقل سیستم پرداخته شده، همچنین فرضیات و چگونگی مدل سیستم حفاظت ویژه و روش طراحی عملیات سیستم حفاظت ویژه با سه هدف متفاوت ارائه می شوند. ? فصل پنجم، نتایج ِ حاصل از پیاده سازی و اجرای مدل ِ چندهدفه برنامه ریزی و روش حل ِ پیشنهادی در شبکه 14 شین-5 ماشین ieee، و همچنین مقایسه ی طرح پیشنهادی با دو طرح دیگر پرداخته می شود و حالت های مختلف آن، مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. ? فصل ششم، به ارائه ی نتیجه گیری نهایی و پیشنهادات تکمیل ِ روش پیشنهادی اختصاص یافته است.

پیچیدگی حاکم بر بخش انرژی برق، تعامل بالای اجزای آن، محدودیت ها و اثرات جدی که در آن وجود دارد ما را نیازمند به استفاده از ابزارهای پیچیده جهت سیاست گذاری و پاسخ دهی به مشکلات پیچیده می کند. یک روش، تحلیل و بررسی مبتنی بر رویکرد پویایی های سیستم از نوع مدل های شبیه سازی است که در آن وضعیت فعلی سیستم با توجه به روندها و رفتارهای گذشته مدل می شود تا درک بهتری از رفتار سیستم واقعی حاصل شود و از آن برای درک رفتار سیستم پیچیده استفاده می شود. تحقیقات گسترده ای در زمینه بازار برق با استفاده از این تکنیک صورت گرفته است. در تمامی تحقیقات عوامل مهم و اثرگذار در بازار برق مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته از جمله آن می توان به قیمت گذاری در بخش انرژی برق، تقاضای برق، میزان تولید انرژی برق، سرمایه گذاری برای احداث نیروگاه ها اشاره کرد. با در نظر گرفتن این عوامل و با توجه به سیاست های اخیر دولت مبنی بر حذف یارانه برق، نیاز به یک مدل مفهومی برای درک منطقی رفتار دینامیکی بازار برق و در نهایت تصمیم گیری و پاسخ به مشکلات پیچیده می باشد. گروه مپنا (مدیریت پروژه های نیروگاهی ایران) که در ساخت نیروگاه های حرارتی ایران در حال فعالیت است برای افزایش سهمش دراین بازار و تخصیص بهینه سرمایه های بدست آمده نیاز به تحلیل و بررسی همه جانبه در این صنعت دارد. در این تحقیق ابتدا به مدل سازی بازار برق فعلی ایران و بازار برق کامل احتمالی راه اندازی شده در سالهای آتی پرداخته شده است در ادامه با مدل سازی در بازار برق و تعیین سهم گروه مپنا از ظرفیت های جدید در ساخت نیروگاه، دینامیک های سرمایه گذاری گروه در بخش برق مدل سازی شده است. بعد از شبیه سازی طی دوره 1387- 1367 و تایید اعتبار مدل از طریق داده های تاریخی 3 سناریو براساس اجرای سیاست های حذف یارانه برق طراحی شده و طی دوره 30 سال از 1387-1417 اجرا شده است. در سناریو اول رفتار سیستم با حذف یارانه برق در کوتاه مدت و شکل گیری بازار برق رقابتی بعد از اجرای سیاست ها، در سناریو دوم حذف یارانه در بلند مدت و شکل گیری بازار برق رقابتی در نهایت در سناریو سوم حذف کوتاه مدت یارانه و با فرض شکل نگرفتن بازار رقابتی مورد بررسی و تحلیل و نتایج آن ارزیابی شده که بر اساس آن راهبردهایی تدوین و سیاست هایی در راستای رشد گروه مپنا پیشنهاد شده است.

در بازار رقابتی برق، خرده فروش برق به عنوان واسطه بین شرکت های تولیدکننده انرژی الکتریکی و مشتریان عمل می کند. این شرکت، انرژی را از بازار عمده فروشی خریداری نموده و به مشتریان می فروشد. بنابراین، شرکت خرده فروش باید قراردادهایی را هم با سمت عرضه و هم با سمت تقاضا تنظیم نماید. در این راستا تلاش شرکت خرده فروش بر این است که بیشترین سود را کسب نموده و ریسک کمتری را متحمل شود. از سویی ممکن است خرده فروش به دنبال افزایش سهم خود در بازار و برتری هزینه نسبت به شرکت های رقیب باشد که از ابزارهای مهم در تحقق این سیاست، کاهش قیمت فروش انرژی به مصرف کننده است. پایان نامه حاضر به مسئله برنامه ریزی یک شرکت خرده فروش برق در افق زمانی میان مدت پرداخته و بر روی دو مسئله اساسی آن متمرکز شده است: تعیین راهبرد تأمین انرژی از منابع مختلف و هم چنین تعیین راهبرد پیشنهاد قیمت فروش انرژی به گروه های مختلف مشتریان. رقابت بین شرکت های خرده فروش به کمک تابع سهم قیمت پله ای مدل سازی شده است. در راهبرد پیشنهادی اول، از ریسک نامطلوب جهت مدل سازی ریسک مالی ناشی از عدم قطعیت قیمت انرژی در بازار لحظه ای استفاده شده است و روشی مناسب به صورت حلقه بسته جهت کاهش ریسک پیشنهاد شده است. راهبرد پیشنهادی، ریسک پذیری و ریسک گریزی را بطور مشخص در نظر می گیرد. این مسئله در قالب یک مسأله برنامه ریزی خطی مختلط اعداد صحیح ساماندهی و با روش تجزیه بندرز حل شده است. در راهبرد پیشنهادی دوم، مسئله برنامه ریزی میان مدت شرکت خرده فروش به صورت یک مسئله دوهدفه مدل سازی شده تا هم زمان سود شرکت خرده فروش حداکثر شود، در عین حال که قیمت فروش انرژی به گروه های مختلف از مشتریان جهت افزایش سهم خرده فروش در بازار، حداقل گردد. برای حل مسئله دوهدفه از روش محدودیت-اپسیلون استفاده شده است تا جواب های بهینه پارتو تولید شود و برای انتخاب جواب بهینه از روش فازی استفاده گردیده است. موثر بودن روش های پیشنهادی بر روی یک سیستم واقعی نشان داده شده است

در سالهای اخیر بر اثر فرایند جهانی تجدید ساختار و خصوصی سازی، صنعت برق با تحولات اساسی مواجه گشته که مدیریت سیستم های قدرت و بازارهای انرژی را به شدت تحت تأثیر قرار داده است. در سیستم تجدید ساختار شده هدف بهره بردار مستقل شبکه (iso ) حفظ تعادل تولید و مصرف با در نظر گرفتن بازده اقتصادی سیستم و محدودیتهای فنی شبکه می باشد.]1[ هدف عمومی بازیگران در چنین فضایی صرفاً افزایش سود می باشد.]2[ لذا مسئولیت iso از نقطه نظر اقتصادی نیز می بایست بیشینه نمودن سود ژنراتورها و بارها به طور همزمان و یا اصطلاحاً بیشینه کردن رفاه اجتماعی بازیگران بازار باشد. از طرفی بهره بردار سیستم و بازیگران بازار به حداقل سطحی از کیفیت توان و امنیت شبکه نیازمند می باشند. به عنوان نمونه شبکه باید قادر به تأمین تعادل بار و مصرف، حفظ پایداری ولتاژ و نیز حفظ فرکانس شبکه در شرایط بروز حوادث یگانه باشد. لذا به مطالعه دقیق بر روی مسائل پایداری شبکه برای حفظ سطح مطلوب پایداری در سیستم نیاز می باشد.بارهای قطع پذیر از جمله ابزارهای تأثیرگذار می باشند که با پیدایش مفاهیم پاسخ بار، جهت نیل به اهداف بهره برداری و بهبود امنیت سیستم استفاده شده اند. یکی از شاخص های مهم امنیت سیستم که در این پایان نامه بدان پرداخته شده است حاشیه پایداری ولتاژ می باشد. اعمال قیدهای پایداری ولتاژ به مسأله پخش بار بهینه راه حل متداولیست که برای به دست آوردن پاسخی با امنیت بیشتر از بازار برق به کار می رود. اما این راه حل به افزایش هزینه های سیستم و پایین آمدن بازده اقتصادی بازار برق نیز منجر می گردد. هدف اصلی این پایان نامه یافتن روشی برای نیل به حاشیه مطلوب پایداری ولتاژ بدون مقید نمودن برنامه پخش بار بهینه (opf ) به قیدهای پایداری ولتاژ می باشد. ابزار استفاده شده جهت دستیابی به این هدف بارهای قطع پذیر می باشد. با توجه به کمبود منابع تولید توان در کشورمان به علاوه اعمال یارانه های مختلف بر هزینه برق مصرفی مشتریان، کاهش مصرف توان به روشی عملی و عادلانه مزایای اقتصادی فراوانی برای شبکه در پی خواهد داشت. مدیریت کاهش بار مصرف کنندگان در جهت افزایش امنیت سیستم، این مزایا را دو چندان خواهد نمود. در این پایان نامه برای مدل نمودن بازار بارهای قطع پذیر، بازه زمانی یک ماهه مورد بررسی قرار گرفته است. بازار قطع بار پیشنهاد شده بر پایه تحلیل حساسیت برای شینهای بار اجرا می گردد و حاشیه مطلوب پایداری، برابر با حاشیه به دست آمده از اجرای پخش بار بهینه مقید به قیود پایداری ولتاژ (vsc-opf ) اتخاذ می شود. این روش علاوه بر تأمین امنیت ولتاژی سیستم، به کاهش هزینه تولید توان و همچنین کاهش توان مصرفی شبکه منجر می شود.

امروزه بازار برق بتدریج در سراسر جهان، با هدف بهبود کارآمدی، ایجاد و طراحی شده است. اما تاثیر حقیقی بازار برق همواره به آن صورت که طراح بازار پیش‏بینی کرده، مثبت نیست. یکی از وظایف رگولاتور در بازار برق، پایش راهبردی بازار می‏باشد تا در صورت بوجود آمدن قدرت بازار، با وضع قوانین و مقررات، آن را کاهش داده و بازده بازار را افزایش دهد. چنانچه رگولاتور بتواند رفتار بازار را پیش از وقوع پیش‏بینی و شبیه‏سازی نماید، می‏تواند قبل از بوجود آمدن قدرت بازار با وضع قوانین یا تغییر مقررات از وقوع آن جلوگیری نماید. در این رساله ابزاری تحت عنوان « بازار برق مجازی » مدلسازی شده و برای پایش بازار برق پیشنهاد شده است. « بازار برق مجازی » قادر است درباره رفتار بازیگران، قدرت بازار و پتانسیل‏های سوء استفاده از بازار، اطلاعات مفیدی را در اختیار قرار دهد. همچنین با استفاده از این ابزار می‏توان تاثیر تغییر در ساختار یا مقررات بازار را بر رفتار هر یک از بازیگران مدل نمود. « بازار برق مجازی » برای مدلسازی تبانی بازیگران نیز قابل استفاده بوده و با کمک آن، رگولاتور می‏تواند قیمت‏ها و مقادیر عرضه و تقاضای سیستم قدرت را با وجود تشکیل ائتلاف‏های مختلف بازیگران بررسی نماید. علاوه بر این، محیط « بازار برق مجازی » برای مدلسازی رفتارهای غیر منطقی بازیگران ، مانند پایین نگاه داشتن قیمت، نیز قابل استفاده می‏باشد. آگاه بودن رگولاتور از نتایج رفتارهای غیرمنطقی بازیگران می‏تواند مانع از شکل‏گیری آنها شده و کارآمدی بازار را حفظ نماید. همچنین در این رساله، جهت تشخیص پیشگیرانه پتانسیل قدرت بازار و تاثیر تغییر مقررات بر آن از روشی مبتنی بر مدل « بازار برق مجازی » استفاده شده و شاخص‏هایی پیشنهاد شده است. شاخص‏های مذکور، علاوه بر تشخیص پیش‏گیرانه قدرت بازار، دلایل ایجاد پتانسیل قدرت بازار را برای هر بازیگر مشخص می‏نمایند. مطالعات عددی مختلف و متنوع کارآمدی مدل پیشنهادی را برای پایش بازار و استفاده جهت انتخاب بهینه قوانین و مقررات بازار نشان می‏دهند.

در چند سال اخیر، توجه به استفاده از تولیدات پراکنده به دلیل مسائل زیست محیطی و کاهش تولید انرژی از روش های سنتی به سرعت در حال افزایش است. مزارع بادی یکی از مهمترین و پرکاربردترین منابع تولید پراکنده هستند که تولید آنها بدلیل عدم قطعیت منبع اولیه انرژی غیرقابل برنامه ریزی است. همین عدم قطعیت در تولید نیروگاه بادی در ارتباط با نحوه شرکت آن در بازارهای برق و اثرات حضور آنها در شبکه قدرت سوالات متعددی را مطرح کرده است. این پایان نامه، در تلاش برای پاسخ به پرسش اثر حضور این منابع تولید بر توان راکتیو و برنامه ریزی آن در شبکه، مسئله را در دوگام میان مدت و کوتاه مدت مورد بررسی قرار داده است. در گام نخست، موضوع خازن گذاری در شبکه توزیع با حضور نیروگاه های بادی مورد توجه قرار گرفته است. ابتدا، با بهره گیری از زنجیره مارکف توربین بادی و تولید آن مدل سازی شده است. سپس با توجه به پیش بینی بار و تولید توربین بادی در سال افق، بهینه سازی توان راکتیو با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات به صورت میان مدت انجام شده است و ظرفیت بهینه خازن ها با هدف کمینه سازی هزینه ها و بهبود پروفیل ولتاژ، برای نصب در شبکه تعیین گردیده است. در گام دوم با هدف بیشینه سازی رفاه اجتماعی در بازار برق، میزان بهینه خازن ها در شبکه با توجه به نحوه شرکت بازیگران در بازار برق، تعیین گردیده است. به عبارت دیگر در این گام، بهینه سازی توان راکتیو به صورت کوتاه مدت انجام می پذیرد و برنامه کلیدزنی خازن های شبکه و تپ ترانسفورماتورها به صورت روزانه ارائه می شود. ذکر این نکته ضروری است که این بهینه سازی تنها برای ارزیابی اثر اقتصادی تغییر خازن های در مدار انجام پذیرفته است و بنابراین اثرات فنی کلیدزنی خازن ها مورد توجه قرار نگرفته است. نتایج به دست آمده در یک شبکه توزیع 32 شینه نشان می دهد که کلیدزنی روزانه خازن ها دست کم در شبکه مورد مطالعه از اثر اقتصادی کوچکی برخوردار است و با توجه به اثرات فنی آن و به ویژه با درنظر گرفتن حضور نیروگاه های بادی و عدم قطعیت در تولید آنها، استفاده از این روش در شبکه های واقعی نیازمند مطالعات بیشتری خواهد بود.

در محیط تجدیدساختار یافته صنعت برق، نحوه تامین برق مشترکان تغییر پیدا کرده است. به نحوی که سلسه مراتبی که قبلا از لحاظ مدیریتی وجود داشت دچار تغییر شد. شرکت توزیع نیز در این محیط جدید، مسئولیت فنی شبکه توزیع را عهده دار شد. علاوه بر این می تواند به عنوان یک خرده فروش در بازار نیز شرکت کند. همچنین در این محیط جدید مفاهیم جدیدی به دلیل تشکیل بازار، مطرح شد. یکی از این مفاهیم ریسک و مدیریت آن است. مقالات زیادی در این زمینه در سال های اخیر ارائه شده است. با بررسی این مقالات دیده می شود که ریسک را با حضور مسائل فنی؛ که مختص نوع کالا است یعنی برق؛ مورد بررسی قرار نداده اند. در این پایان نامه ریسک و مدیریت ریسک برای شرکت های توزیع که در حوزه بازار نیز با بازار عمده فروشی در تئامل هستند، با استفاده از روش برنامه ریزی تصادفی مورد بررسی قرارگرفته شده است و مدلی برای ریسک با در نظر گرفتن شرایط فنی شبکه توزیع ارائه شده است. در این مدل از قراردادهای پیشرو برای کاهش ریسک استفاده شده است. مدل ارائه شده در شبکه تست 33 شینه ارزیابی شده است و نتایج مورد بررسی قرارگرفته شده است. کلمات کلیدی: شرکت توزیع، ریسک، مدیریت ریسک، برنامه ریزی تصادفی

اهمیت پیدا کردن مسایل زیست محیطی در سال های اخیر سبب شده است تا منابع انرژی تجدید-پذیر جایگاه ویژه ای در سبد انرژی اکثر کشورهای دنیا پیدا کنند. به جرأت می توان از منابع بادی به عنوان با اهمیت ترین و پر استفاده ترین منبع تجدید پذیر یاد کرد. مهم ترین چالش نفوذ گسترده منابع بادی در سیستم های قدرت به ذات بی ثبات این منابع مربوط می شود. از سوی دیگر، در محیط تجدید ساختار یافته و با پیشرفت تکنولوژی های ارتباطی، اجرای گسترده برنامه های پاسخگویی بار امکان پذیر گردیده است. از این رو تاثیر برنامه های پاسخگویی بار بر ارزیابی های مختلف سیستم قدرت بایستی مورد توجه قرار گیرد. در این پایان نامه تاثیرات ناشی از عدم قطعیت منابع بادی از دو دیدگاه بهره بردار مستقل سیستم و تولید کننده بادی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در قسمت اول بهره برداری از یک سیستم قدرت در حضور منابع بادی با مقیاس بزرگ در قالب یک مسئله برنامه ریزی تصادفی توامان انرژی و ذخیره انجام شده است و نقش منابع پاسخگویی بار در بهبود یکپارچه سازی منابع بادی مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمت دوم پایان نامه، یک استراتژی بهینه مبتنی بر ریسک به منظور مشارکت و پیشنهاد دهی تولید کننده باد در بازار رقابتی ارائه گردیده است و تاثیر حضور تولید کننده باد به عنوان خریدار در بازار drx که به صورت متمرکز و دوجانبه در نظر گرفته شده است، مورد تحلیل قرار گرفته است. نهایتاً به منظور سنجش کارایی مدل های پیشنهادی، مطالعات عددی بر اساس داده-های واقعی انجام شده است و نتایج حاصل از شبیه سازی ارزیابی شده است.

مفهوم نیروگاه مجازی دارای ویژگیهای منحصربه فردی است که می تواند آینده بازارهای برق را تحت تاثیر قراردهد. ازاینرو هدف اصلی این تحقیق، ارائه یک چهارچوب جامع جهت تصمیمگیری بهینه نیروگاههای مجازی در فضای رقابتی بازار برق می باشد. عناصر اصلی که در مساله تصمیم گیری نیروگاه مجازی بایستی مدنظرقرارگیرند عبارتند از عدمقطعیت های موجود در مساله نظیر توان خروجی منابع تجدیدپذیر، قیمت های انرژی، رفتار غیرقابل پیش بینی واحدهای عضو و همچنین نحوه مدل نمودن شبکه توزیع. از این رو، در این تحقیق مساله تصمیم گیری نیروگاه مجازی جهت حضور در بازارهای کوتاه مدت و میان مدت مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور در ابتدا، دو مدل برای مساله تصمیم گیری نیروگاه مجازی جهت حضور در بازار روزبعد ارائه شده است. مدل اصلی پیشنهادی در این تحقیق که با مفهوم نیروگاه مجازی به عنوان یک واحد نیروگاهی مجتمع و همچنین ساختار آینده شبکه های توزیع با حضور گسترده این نوع از نیروگاه ها سازگار می باشد، یک مدل دومرحله ای است که در آن برآوردن قیود و نیازهای شبکه توزیع، از مساله پیشنهاددهی بهینه نیروگاه مجازی در بازار منفک گردیده است. همچنین در این تحقیق، ارزیابی ریسک مرتبط با عدم قطعیت های موجود در تابع هدف مساله با استفاده از دو روش تخمین نقطه و میانگین انحراف معیار پیشنهاد شده است. از طرفی دیگر، به منظور مواجه با ریسک قیمت های بازار، مدل های ارائه شده جهت حضور نیروگاه مجازی در بازارهای میان مدت با مدنظرقراردادن قراردادهای پیش رو و اختیار و با استفاده از یک روش مبتنی بر تئوری میانگین-انحراف معیار توسعه داده شده است. حضور نیروگاه مجازی در بازارهای میان مدت، از این جهت حائز اهمیت است که از ظرفیت تجمیع شده منابع تولید پراکنده به طور مطلوب تری می توان استفاده نمود. تاثیر این مساله در موفقیت نیروگاه مجازی را می توان از طریق تحلیل سود مورد انتظار واحدهای عضو ارزیابی نمود. از این رو، نحوه توزیع سود مابین واحدهای عضو نیز در این رساله مورد بررسی قرارگرفته است.

تنظیم مقررات مناسب، بخصوص تعیینِ هزینه های شرکت ها از الزاماً سیستم توزیع است. شرکت های توزیع در صنعت برق تجدیدساختاریافته به دو بخش سیمداری و تجاری تقسیم شده که هزینه های سیمداری شامل سه بخش کلیِ هزینه ی سرمایه ای، عملیاتی و کیفیت می شود. در این پایان نامه به تعیین یک ساختار روشمند برای تعیینِ هزینه ی عملیاتیِ شرکت توزیع از دید تنظیمگر پرداخته می شود. در این راستا ابتدا مفاهیم و ابزار تنظیم و سیستم توزیع ارائه و سپس روش پیشنهادی مطرح شده است. روش پیشنهادی با استفاده از ابزارِ خوشه بندی، تحلیل پوششی داده ها، رگرسیون و فرآیند تحلیلِ سلسله مراتبی و معیارِ متوسط انحراف معیارِ هزینه ی عملیاتیِ خوشه ها به تعیین هزینه ی عملیاتی می پردازد. همچنین در روش پیشنهادی در خوشه بندی از سه روش سلسله مراتبی، k-means و fcm و در تحلیلِ پوششیِ داده ها از دو روش ثابت و متغیر به مقیاس استفاده می شود که پایایی و دقت روش را بالا می برد. روش پیشنهادی بر اطلاعات دوره ی چهارم 14 شرکت توزیع انگلستان اعمال شده و همچنین با چهار روش مستخرج از تحقیقاتِ علمی و عملی مقایسه شده است. استفاده از چهار روش مذکور حاکی از انعطاف پذیریِ زیاد روش پیشنهادی است. در پایان با توجه به معیار مذکور، تعیینِ هزینه ی عملیاتی با تحلیلِ پوششی داده ها بصورت ثابت به مقیاس و خوشه بندی بروش fcm و تعداد خوشه ی 6 از مورد قبول شد.

توسعه تولید در محیط سنتی بصورت متمرکز به منظور تامین تقاضای الکتریکی با رعایت قابلیت اطمینان لازم و با کمترین هزینه انجام می شود. تجدیدساختار در صنعت برق، با ایجاد نهادهای جدید با وظایف و مسئولیت های متفاوت، باعث شکل گیری مسایلی گردیده است که بررسی آن ها نیازمند روش ها و ابزارهایی متناسب با ویژگی های این مسایل است. در مساله توسعه تولید، در یک طرف، سرمایه گذاران قرار دارند که تصمیمات توسعه تولید را بصورت نامتمرکز و به منظور کسب سود بر اساس سازوکار بازار اتخاذ می کنند، در حالی که هیچ وظیفه ای برای تامین بار و کفایت تولید برعهده ندارند. در طرف دیگر قانون گذار بازار قرار دارد، که حفظ و تداوم کفایت تولید و مناسب بودن قیمت برق از دغدغه های این نهاد است و بدین منظور از اختیارات لازم نیز برخوردار است. در این رساله، به مساله توسعه تولید در محیط بازار برق، از دید قانون گذار بازار پرداخته شده است و قوانین و سیاست هایی که در حوزه وظیفه و اختیارات قانون گذار است، در قالب طراحی های بازار برق درنظر گرفته شده است. رفتار دینامیک بلندمدت بازار برق با درنظر گرفتن منطقیت محدود در تصمیمات سرمایه گذاری مدل سازی شده است. این رفتار در طراحی های مختلف بازار و با درنظر گرفتن عدم قطعیت های تاثیرگذار مدل سازی شده است. برای شبیه سازی دینامیک بلندمدت بازار برق، از روش دینامیک سیستم به دلیل قابلیت های آن و هم خوانی این قابلیت ها با مشخصات بازار برق استفاده شده است. نقش عدم قطعیت های تاثیرگذار بر دینامیک بازار، هر یک به روش مناسب آن مدل سازی شده است. در این رساله همچنین یک مدل برای طراحی مقاوم و بهینه بازار در برابر منابع عدم قطعیت ها و منابع ایجاد دینامیک بازار پیشنهاد و پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی، نقش عوامل و عدم قطعیت های مختلف و منطقیت محدود سرمایه گذاران بر دینامیک بلندمدت بازار برق را مشخص ساخته و کارآیی گزینه هایی که قانون گذار برای بهبود بخشیدن به دینامیک بلندمدت بازار در اختیار دارد، از قبیل طراحی های بازار و مکانیزم های ظرفیت و نیز تنظیمات پارامترهای مختلف در هر طراحی بازار را بررسی و آشکار ساخته است. نتایج شبیه سازی همچنین کارآیی مدل پیشنهاد شده برای طراحی مقاوم و بهینه بازار برق در برابر عدم قطعیت ها و دیگر عوامل دوری از تعادل را نشان می دهد.

انرژی الکتریکی، به دلیل کنترل پذیری، سهولت تبدیل و اقتصادی بودن پرکاربردترین نوع انرژی محسوب می شود. صنعت برق که وظیفه¬ی تامین این انرژی را بر عهده دارد از سه بخش تولید، انتقال و توزیع تشکیل شده¬است. در گذشته این صنعت در دست بنگاه های برق یک پارچه انحصاری بوده¬است، یعنی تولید، انتقال و توزیع در اختیار یک بنگاه خصوصی یا یک بنگاه دولتی قرار داشته¬است. برنامه-ریزی توسعه ی تولید که برنامه¬ریزی افزایش ظرفیت تولید برای تامین برق مورد نیاز مصرف کنندگان می¬باشد در شرایط انحصاری، با هدف حداقل هزینه انجام می¬شد. برای افزایش کارایی، بحث تجدید ساختار صنعت برق و جدا شدن حوزه های تولید، انتقال و توزیع از همدیگر و ایجاد رقابت در هر یک از بخش ها مطرح شد. در شرایط جدید شرکت¬های تولید، برنامه¬ریزی توسعه ی تولید را برای رسیدن به حداکثر سود ممکن انجام می¬دهند و سود تولید¬کنندگان به قیمت برق و رفتار رقبا در بازار برق وابسته است. اکثر بازارهای برق براساس حراج عمل می¬نمایند که تولیدکنندگان میزان و قیمت پیشنهادی خود را به بازار ارائه می¬کنند. دو نوع سازوکار تسویه بازار برق(پرداخت براساس پیشنهاد و پرداخت یکنواخت) برای پیشنهادهای پذیرفته¬شده وجود دارد. که در هر نوع تسویه، رفتار رقابتی تولید¬کنندگان و قیمت برق برای تولید¬کننده، متفاوت خواهد بود. کارایی بلند مدت این دو نوع تسویه بازار برای متصدی سیستم که مسئولیت اداره بازار، حفظ پایداری سیستم و اطمینان از کارآمدی بازار را بر عهده دارد اهمیت ویژه¬ای دارد؛ زیرا امنیت سیستم و قیمت برق برای مصرف کنندگان در بلند مدت به تصمیمات سرمایه¬گذاری تولید¬کنندگان وابسته است و تصمیمات تولید¬کنندگان نیز به رفتار رقابتی آنها در بازار وابسته می¬باشد. در ادبیات کارایی کوتاه مدت دو سازوکار تسویه بازار، بررسی شده و کارایی بلند مدت این دو سازوکار تسویه بازار مورد بررسی قرار نگرفته¬است. لذا در این تحقیق از نگاه قانون¬گذار سیستم، به مدل¬سازی اثر سازوکار تسویه¬ بازار بر برنامه¬ریزی توسعه¬ی تولید شرکت¬های برق در محیط رقابتی پرداخته خواهد شد. رفتار رقابتی تولیدکنندگان در غالب نظریه بازی¬ها شبیه سازی شده است. با توجه به رفتار رقابتی شرکت¬ها در بازار، برای بازار یکنواخت از نش-کارنو و برای بازار بر اساس پیشنهاد از نش-تابع عرضه استفاده شده¬است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می¬دهد که در بازار یکنواخت قیمت برق نسبت به پرداخت بر اساس پیشنهاد، پایین¬تر و میزان مصرف برق، افزایش ظرفیت تولید توسط شرکت¬ها و رفاه مصرف¬کنندگان بیشتر است.

در بازار برق، شرکت خرده فروش برق به عنوان واسطه بین شرکت های تولید کننده انرژی الکتریکی و مشتریان عمل می کند. این شرکت ، انرژی الکتریکی را از بازار عمده فروشی خریداری کرده و به مشتریان می فروشند. بنابراین شرکت های خرده فروش باید قراردادهایی را هم با سمت عرضه و هم با سمت تقاضا تنظیم کنند. در بازار عمده فروشی (بازار لحظه ای)، قیمت برق توسط عرضه و تقاضا تعیین می شود؛ در نتیجه قیمت بازار لحظه ای، قیمتی متغیر و دارای عدم قطعیت است. برای حداقل کردن ریسک قیمت لحظه ای بازار، شرکت خرده فروش از قراردادهای موجود در بازار آتی استفاده می کند. هزینه قراردادهای ذکر شده معمولاً بزرگتر از هزینه متوسط بازار لحظه ای است. بنابراین، لازمست مصالحه ای بین مقدار توان خریداری شده از بازار لحظه ای و توان تأمین شده از قراردادهای بازار آتی برقرار کرد. در سمت تقاضا، شرکت خرده فروش ملزم به تأمین تقاضای مشتریان خود است. تقاضای مشتریان دائماً در حال تغییر بوده و در نتیجه دارای عدم قطعیت است. بنابراین شرکت خرده فروش بایستی عدم قطعیت تقاضای مشتریانش را درنظر بگیرد. به علاوه شرکت خرده فروش باید قیمت پیشنهادی فروش انرژی الکتریکی به مشتریان را نیز تعیین کند. در رساله حاضر، روشی مبتنی بر برنامه ریزی تصادفی، برای تعیین استراتژی بهینه شرکت های خرده فروش در افق زمانی میان مدت ( با بازه ای از یک تا چند ماه) پیشنهاد می شود تا به منظور ماکزیمم کردن سود و هم زمان مینیمم کردن ریسک، 1) قیمت بهینه فروش انرژی در روش های مختلف قیمت گذاری شامل قیمت گذاری ثابت، قیمت گذاری زمان-استفاده، قیمت گذاری پیک بحرانی، و قیمت گذاری زمان-واقعی تعیین شود؛ و 2) سبد بهینه خرید شرکت خرده فروش برای تأمین تقاضا با حداقل هزینه و هم چنین پوشش ریسک مبادلات وی با استفاده از گزینه هایی هم چون بازار لحظه ای، قراردادهای پیش رو و آتی، قراردادهای اختیار خرید، نیروگاه های متعلق به شرکت خرده فروش و برنامه بارهای قطع پذیر تعیین شود. در این رساله، از اندازه ریسک چند بازه ای برای مدل سازی ریسک استفاده می شود که در آن ریسک با روش میانگین ارزش در معرض خطر سنجیده می شود. هم چنین رقابت بین شرکت های خرده فروش به کمک تابع سهم بازار مدل سازی می شود. مسئله بهینه سازی که شرکت خرده فروش با آن مواجه است؛ مسئله ای ازنوع برنامه ریزی تصادفی مرکب-صحیح است که به کمک تکنیک های تجزیه مانند انشعاب-و-حد می توان آن را حل کرد.