Min-Max Fair Power Flow Tracing for Transmission System Usage Cost Allocation: A Large System Perspective

Abstract

Abstract-Power flow tracing has been suggested as an approach for evaluating 1) transmission system usage (TSU) cost and 2) loss (MW) cost for generator and load entities in the system. Recently, optimal power flow tracing methods have been proposed to "explicitly" model fairness constraints in the tracing framework. This paper, further, strengthens the tracing-compliant min-max fair cost allocation approach. The min-max model proposed in this paper is robust. It addresses concerns like scalability, numerical stability and termination in a finite number of steps while searching the optimal solution. We also propose a methodology to model DISCOMs and GENCOs as coalition within min-max framework. Case studies on an all India network of 1699 nodes and comparison with average participation and marginal participation methods bring out the better conflict resolution feature of the proposed approach. A method to model HVDC lines within the marginal participation scheme is also proposed. Quantitative and qualitative comparison of various TSU cost allocation methods on such a large system is another noteworthy contribution of the paper.

Performance Analysis of Wheeling Charges Determination Using Bialek’s Tracing Method Employing With IPFC Controller in Deregulated Environment

“…In this methods the charges had been allocated to generators and loads in 50:50 ratios [15]. In 2010, Rao et al, [16] explained the Min-Max fair allocation criteria for transmission system usage allocation.…”

Transmission Usage and Cost Allocation Using Shapley Value and Tracing Method: A Comparison

“…They introduced a modified postage stamp method which evaluates a traceable solution that minimizes overall deviation from the postage stamp allocation. In Aug 2010, Rao et al [27] explained the Min-Max fair allocation criteria for transmission system usage allocation.…”

Alocação De Custos Pelo Uso Do Sistema De Transmissão via Otimização Binível

“…Como resultado, esperam-se tarifas com sinais locacionais competitivos no contexto do sistema brasileiro no qual geradores renováveis isolados (com altos custos pelo uso da transmissão) competem com geradores térmicos próximos aos centros de demanda (com custos pelo uso da transmissão relativamente baixos). Propostas posteriores em [43] e [44] aperfeiçoaram matematicamente o modelo apresentado em [16] abordando o mesmo contexto e objetivos para as tarifas. Em [43] a máxima equidade das tarifas é obtida através da técnica de otimização min-max aplicada para tarifação.…”

“…A cada iteração, os valores de tarifa já obtidos são restrições para os problemas subsequentes. Em [44] a aplicação da técnica min-max é aperfeiçoada de forma que se garante uma solução ótima robusta. São discutidas e solucionadas questões como ciclagem e falhas relacionadas à precisão numérica.…”

“…Utilizando a técnica min-max de tarifação conforme apresentada em [44], são propostas ainda mais duas abordagens [46,24]. Em [46] a técnica min-max é aplicada no método clássico de participação marginal [47] levando em conta os graus de liberdade existentes na escolha da barra de referência para cada usuário, e na quantidade de potência utilizada para contabilizar a participação dos usuários no fluxo das linhas.…”