I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   2 7 3 2 ~ 2 7 4 2   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 4 . p p 2 7 3 2 - 2742          2732       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   M IL P - ba sed sho r t - te r m  t her m a l u nit  co mm it m e nt  and  hy dro ther m a l sch edulin g  inclu ding   ca sca ded reservo irs   a nd f uel  co nstra i nts       M o ha m ed  S ha a ba n 1 H o s s ei n   Z ey na l 2 K ha lid   No r 3   1 De p a rt m e n o f   El e c tri c a &   El e c tro n ic E n g in e e rin g ,   F a c u l ty   o f   En g in e e rin g ,   Un iv e r siti   M a lay sia   S a r a wa k ,   M a la y sia   2 F a c u lt y   o f   M a th e m a ti c s &   Co m p u ter S c ien c e ,   Bu e i n   Zah r a   T e c h n i c a Un iv e rsit y ,   Ira n   3 KMN  Co n su lt a n ts,  M a lay sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   3 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Dec   1 7 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Mar   11 ,   2 0 1 9       Re se r v o irs  a re   o f ten   b u il t   in   c a sc a d e   o n   t h e   sa m e   riv e s y st e m ,   in tro d u c i n g   in e x o ra b le  c o n stra i n ts.  I is  t h e re fo re   stra teg ica ll y   i m p o rtan t o   sc h e m e   o u a n   e ff ici e n c o m m it m e n o f   th e rm a g e n e ra ti o n   u n it a lo n g   w it h   th e   sc h e d u l in g   o h y d ro   g e n e ra ti o n   u n it f o r   b e tt e o p e ra ti o n a e f f icie n c y ,   c o n sid e rin g   p ra c ti c a l   s y ste m   c o n d it io n s.  T h is p a p e d e v e lo p a   c o m p re h e n siv e ,   u n it - w ise   h y d ra u li c   m o d e w it h   re se r v o ir  a n d   riv e s y ste m   c o n stra in ts,  a w e ll   a s   g a c o n stra in ts,  w it h   h e a d   e ff e c ts,  to   c o m m it   th e r m a g e n e ra ti o n   u n it a n d   sc h e d u le  h y d ro   o n e s   in   t h e   sh o rt - term .   A   m ix e d   in teg e li n e a p r o g ra m m in g   (M IL P m e th o d o l o g y ,   u sin g   th e   b ra n c h   a n d   b o u n d   &   c u t   (BB& C)  a lg o rit h m ,   is  e m p lo y e d   to   so lv e   th e   re su lt a n p ro b lem .   Du e   to   th e   d e ta il e d   m o d e ll in g   o f   in d iv id u a l   h y d ro   u n it s   a n d   c a sc a d e d   d e p e n d e n re se rv o irs,   th e   p ro b lem   siz e   is  su b sta n t iall y   s w o ll e n .   M u lt it h re a d   c o m p u ti n g   is  in v o k e d   to   a c c e lera te  th e   so lu ti o n   p ro c e ss .   S im u latio n   re su l ts,  c o n d u c ted   o n   v a rio u s   tes sy ste m s,  re it e ra te  th a t h e   d e v e lo p e d   M IL P - b a se d   h y d ro th e r m a s c h e d u li n g   a p p ro a c h   o u tp e rf o rm o th e tec h n iq u e s in   term s o f   c o st eff icie n c y .   K ey w o r d s :   H y d r o th er m al  p o w er   g e n er ati o n   I n teg er - li n ea r   p r o g r a m m in g   Mu ltit h r ea d in g   Op ti m al  s c h ed u lin g   P o w er   g r id s   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien ce   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h a m ed   S h aa b an ,     Dep ar t m en o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic E n g i n e e rin g ,   Facu lt y   o f   E n g i n ee r i n g ,   U n i v e r s iti Ma la y s ia  Sar a w a k ,   Ko ta  Sa m ar ah a n   9 4 3 0 0 ,   Sar a w a k ,   Ma la y s ia.   E m ail:  m s h aa b an @ u n i m a s . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   D ay - to - d a y   o p er atio n s   o f   u tili t y   r eq u ir es  ef f icie n lo ad   f o r ec asti n g   to   ca r r y   o u u n it  co m m it m en t,   ec o n o m ic  d is p atc h ,   h y d r o th er m al  co o r d in atio n ,   a n d   lo ad   m an ag e m e n t   [ 1 ] .   H y d r o - t h er m a s ch ed u li n g   ( HT S)  p lay s   p i v o tal  r o le  i n   p o w er   s y s te m   o p er atio n .   HT o p ti m al l y   d is p atc h es th er m al  a n d   h y d r o   g en er atio n   p lan ts   th r o u g h o u t t h s c h ed u lin g   h o r izo n ,   in   th e   m o s t e co n o m ical  w a y ,   s u b j ec t to   o v er all  o p er atio n al  co n s tr ain t s   a n d   p r ac tical  s y s te m   li m it s   [ 2 ] .   E co n o m ic  co n s id er atio n s   s u c h   as  f u el  u ti lizatio n   an d   to tal  o p er atio n   co s o f   t h e   s y s te m   ca n   b s u b s tan tiall y   i n f l u en ce d   b y   th e   p r o p er   allo ca t io n   o f   w a ter   r eso u r ce s   in   m u lt ip le  r iv er   s y s te m s .   T h is   is   p ar ticu lar l y   i m p er ati v e   in   co u n tr ies  w it h   li m ited   h y d r o p o w er   r eso u r ce s .   HT is   b asicall y   lar g e - s ca l e,   n o n li n ea r   m i x e d   in te g er   p r o g r a m m i n g   p r o b le m   w i th   co m p licati n g   co n s tr ain ts   [ 2 ] [ 3 ] .   T h p r ese n ce   o f   d etailed   h y d r au lic  m o d elin g   o f   th r iv er   an d   r eser v o ir s   co u p led   w it h   th e   n o n - co n v ex it y   o f   t h HT p r o b le m ,   m ak e s   it  co m p lex   o w in g   to   th in cr ea s ed   n u m b er   o f   b in ar y   v ar iab le s   an d   co u p lin g   co n s tr ai n ts .   A s   th p r o b lem   b ec o m es  m o r in tr icate   f o r   p r ac tical  s y s te m s   o f   lar g s izes,  it  is   ex tr e m el y   d if f ic u lt  to   co m u p   w it h   co n s is te n o p ti m al  s ch ed u les.  T h latter   m a y   n o o n l y   b co m p u tatio n a ll y   o n er o u s ,   b u t a ls o   in s u r m o u n tab le  i n   s o m ca s es.   Var io u s   s o l u tio n   tec h n iq u es  wer p r o p o s ed   in   th e   liter at u r e.   W h ile  A I - b a s ed   ap p r o ac h es  h a v r ec eiv ed   in cr ea s ed   atten tio n   [ 4 ] ,   u tili ties   an d   in d ep en d en s y s te m   o p er ato r s   ( I SOs )   w id el y   u s D y n a m ic  P r o g r a m m i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       MILP - b a s ed   s h o r t - term th erm a l u n it c o mmitmen t a n d   h y d r o th erma l sch ed u lin g …    ( Mo h a med   S h a a b a n )   2733   ( DP )   [ 5 ] ,   L ag r an g ia n   R el ax atio n   ( L R )   [ 3 6 ]   an d   Mix ed - In teg er   L in ea r   P r o g r a m m i n g   ( MI L P )   m et h o d s   [ 7 - 13 ].   DP   is   s ta g e - w is e   s ea r ch   f o r   an   o p ti m al   s o l u tio n ,   u p o n   d iv id in g   t h m ai n   p r o b le m   i n to   s m aller   s u b p r o b le m s .   T h o p tim al  s o l u tio n   o f   t h o r ig i n al  p r o b lem   in v o l v es  m a k in g   s eq u e n ce   o f   o p ti m al  d ec is io n s   o n   th s u b p r o b lem s   [ 14 ] .   Nev er th eles s ,   as  th d i m e n s io n   o f   th p r o b lem   m a y   in cr ea s s u b s tan tial l y   w it h   th e   p r o b lem   s ize,   DP   co u ld   b ec o m n u m er ical l y   u n s tab le  [ 5 ] .   L a g r an g ian   R e lax at io n   ( L R )   also   d ec o m p o s es  th e   o r ig in al  p r o b le m   in to   s u b p r o b le m s o n p er   th er m al  u n i an d   o n s u b p r o b le m   p er   h y d r o   p lan t.  L R   t h e n   ev al u ate s   th d u al  p r o b le m   t h r o u g h   t h d ec o m p o s ed   p r i m al  p r o b lem ,   in co r p o r atin g   L a g r an g m u ltip lier s   o f   g lo b al  v ar iab les,  b y   s o l v i n g   t h s u b p r o b lem s   o f   t h er m a u n it s   an d   h y d r o elec tr ic  o n es  [ 3 ] .   Sin ce   in d i v id u al  t h er m al  an d   h y d r o   u n i ts   ar m o d eled   as  s ep ar ate  s u b p r o b lem s   in   L R ,   d ev is i n g   th co u p li n g   co n s tr ain t s   ca n   b f o r m id ab le.   As  co m p ar ed   w ith   DP ,   L R   d o es  n o s u f f er   f r o m   th c u r s o f   d i m e n s io n alit y ,   alb eit  e n co u n ter in g   i n s tan ce s   o f   u n n ec es s ar y   co m m i t m en t o f   u n its ; r en d er in g   h i g h er   p r o d u ctio n   co s ts   [ 15 ] .   A d d itio n all y ,   h e u r is tic  r ea s o n i n g   i s   r eq u ir ed   to   m ee t t h d u alit y   g a p   [ 6 ] .     Mix ed - i n te g er   li n ea r   p r o g r am m i n g   ( MI L P ) ,   u s in g   B r an c h   an d   B o u n d   an d   C u ( B B & C )   al g o r ith m ,   i s   p o w er f u to o to   s o lv co m b i n ato r ial  o p ti m izatio n   p r o b le m s   [ 16 ] .   Sin ce   MI L P   o b v iates  th n ee d   f o r   h eu r is tic   r ea s o n in g   an d   p r o v id es  d ir ec m at h e m at ical  m o d eli n g   o f   t h co u p lin g   co n s tr ain t s ,   it  s u r p ass es  DP   an d   L R   ap p r o ac h es  [ 15 ] .   M I L P   co n v er ts   th as s o ciate d   n o n li n e ar ities   o f   th HT m o d el,   th r o u g h   p iece w i s e   lin ea r izatio n ,   i n to   s et  o f   lin e ar   in eq u alitie s .   C P L E X,   an   o f f - th e - s h el f   s o f t w ar f o r   s o lv i n g   lar g e - s ca le  MI L P   p r o b lem s   u s i n g   B B & C   al g o r ith m ,   ca n   th e n   b ap p lied   [ 8 ,   1 0 , 1 1 13 15 ]   I n   m an y   o f   th HT S in v e s ti g at io n s ,   h y d r o   u n its   i n   p lan w e r co m m o n l y   a g g r eg ated   as o n u n it [ 7 ] .   W h ile  t h is   r ed u ce s   t h to tal  n u m b er   o f   d ec is io n   v ar iab les ,   r esu lti n g   i n   less   co m p u tat io n all y   d e m a n d in g   p r o b lem ,   it  m a y ,   o n   th o th er   h an d ,   im p air   th ac cu r ac y   o f   t h e   s o lu tio n .   I n   an   ac tu a h y d r o   p lan t,  an d   at  c er tain   in s ta n t   d u r in g   th e   s c h ed u li n g   p er io d ,   s o m u n its   m a y   b co m m itted ,   w h ile  o t h er s   ar s h u d o w n .   I n   ad d itio n ,   in   s o m ca s es,  ca s ca d ed   r eser v o ir s   o v er   th s a m r iv er   b asi n   w er ass u m ed   to   b in d ep en d en t,  s u c h   th a th e   co m p le x it y   o f   t h m o d e l b ec o m es  m o r m a n ag ea b le  [ 3 ,   17]   T h is   p ap er   av er ts   t h ab o v e   is s u es   an d   p r o p o s es  co m p r eh en s i v e,   f i n e - g r ai n ed   s y s t e m   m o d el.   An   MI L P - b ased   ap p r o ac h   f o r   t h er m al  u n it  co m m it m e n an d   s ch ed u li n g   o f   h y d r o   g en er atio n   u n i ts   is   d ev elo p ed ,   u s i n g   t h e   B B & C   al g o r ith m .   T h co n tr ib u tio n   o f   th i s   p ap er   is   i n   t h r ee   m aj o r   asp ec ts .   First,  a n   elab o r ate  h y d r au li c   m o d el   f o r   t h r i v er   an d   ca s c ad ed   r eser v o ir s   s y s te m   w i th   co m p lica tin g   co n s tr ai n ts   ( u n it - w i s e,   h ea d   e f f ec t,  ca s ca d ed   r eser v o ir s ,   r ip ar ian ,   f u el)   is   d e v el o p ed .   Seco n d ,   an   MI L P   f o r m u latio n   f o r   th p r es en ted   h y d r o - t h er m a l   s ch ed u lin g   ( HT S)  m o d el  is   ca r r ied   o u t.  No n - co n v ex   p r o d u c tio n   co s t,  s tar t - u p / s h u t - d o w n   co s t,  an d   th h y d r o   p er f o r m a n ce   cu r v e,   ar all  lin ea r ized   ac cu r ately   p r o d u cin g   f in er   cu an d   n ar r o w e r   s ea r ch   s p ac e.   L ast,  to   m ak e   t h HT s o l u tio n   m o r e   ef f icie n a n d   m ak e   th e   m ax i m al  u s e   o f   e x i s ti n g   r eso u r ce s ,   m u ltit h r ea d in g   i s   ex p lo ited   to   en h a n ce   co m p u tat io n al  p er f o r m a n ce   o f   t h s o lu t io n .   T h is   ca n   o n l y   b ac h ie v ed   d u to   th w a y   t h e   p r o b lem   is   s tr u ct u r ed ,   to   m a k it  am e n ab le  f o r   p ar allel  p r o ce s s i n g .   C o n s eq u e n tl y ,   v er y   l ar g s y s te m s ,   w i th   th o r o u g h   h y d r au lic  m o d elin g ,   ca n   b s o lv ed   in   r elati v el y   s h o r t ti m e.     T h o r g an izatio n   o f   th p ap er   is   as  f o llo w s Sectio n   2   p r esen ts   th f o r m u latio n   o f   th HT S   p r o b l em .   Sectio n   3   b r ief l y   d e s cr ib es th e   lin ea r izatio n   o f   th p r o d u ctio n   co s t,  s tair - w i s s tar t - u p   co s an d   s h u t - d o w n   co s t   m o d el s   o f   t h MI L P - HT p r o b lem .   C ase  s tu d ies   an d   n u m er ical  r es u lts   ar d e m o n s tr ated   in   Sectio n   4 .   Sectio n   5   p r o v id es c o n clu s io n s .       2.   H YDRO T H E RM AL   SCH E DULI NG   P RO B L E M   T h H T S p r o b lem   ca n   b m at h e m a ticall y   f o r m u la ted   as :       2 . 1 .     O bje c t iv f un ct io n   T h o b j ec tiv o f   t h HT s c h ed u lin g   i s   to   m in i m ize  t h p r o d u ctio n   co s t,  s tar t - u p   co s t,  an d   s h u t - d o wn   co s ts   o f   all  g en er ati n g   u n i ts ,   o v er   th s ch ed u li n g   h o r izo n   T .   T h o b j ec tiv f u n ctio n   is   co n s tr ain ed   b y   d e m a n d   an d   r eser v r eq u ir e m e n t s   [ 2 ].       J j T t t c t s t c sd j T t J j su j p j ,       ), ( ) ( ) (   M i n .                         ( 1 )     Su b j ec t to     I i J j T t t D t p t p I i i J j j , ,    ) ( ) (   ) (                           ( 2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   27 3 2   -   2742   2734   ) ( ) ( ) (   ) ( ) ( m a x m a x t SR D ( t ) t p t t p t y I i i J j j                           ( 3 )     J j T t t t p j j ,           ), ( ) (                               ( 4 )     I i T t t t p i i ,           ), ( ) (                               ( 5 )     I n   th ab o v f o r m u latio n ,   p r o d u ctio n   co s in c lu d es  m ai n ten an ce   co s ts   as  f i x ed   co m p o n en p er   u n it  e n er g y .   T h o p e r atio n   co s t o f   h y d r o   u n its   i s   n o t a cc o u n ted   f o r   in   t h e   ab o v f o r m u la tio n ,   s i n ce   it i s   n eg l ig ib le .   T h co s f u n ctio n   is   s u b j ec t o   th p o w er   b alan ce   eq u atio n s ,   ( 2 )   an d   ( 3 ) ,   s u ch   th at,   to tal  g en er atio n   f r o m   h y d r o   an d   th er m al  u n its   m u s t   m a tch   d e m a n d   an d   s p in n in g   r eser v ( 1 0 % o f   th lo ad   a t th is   p ap er )   at  ea ch   in ter v a l.  T h m o d el  also   e n co m p a s s e s   in s ta n r eser v e s   th a ca n   b av ailab le  in   f i v m in u te s   o n l y .   T h latter   ca n   b ex p r ess ed   in   th s a m w a y   as  s p in n in g   r eser v e s   ( 3 ) .   T h d em a n d   D ( t )   in clu d es  tr a n s m i s s io n   lo s s es  as  w ell.   I n itiall y ,   lo s s e s   ar ac co u n ted   f o r   as  f i x ed ,   b u g et  u p d ated   in   s u b s eq u e n iter atio n s .   T h f ea s ib le  r eg io n   t h a t   ea ch   th er m al  a n d   h y d r o   u n it  is   p er m i tted   to   o p er ate  w ith in   ar e   r ep r esen ted   b y   ( 4 )   an d   ( 5 ) .   Un it - w i s l i m itat io n s   s u c h   as r a m p   u p /d o w n ,   m i n i m u m   u p /d o w n ,   an d   u n i t’ s   g e n er atio n   ca p ac it y   f all  u n d er   th e s eq u atio n s .     2 . 2 .     T her m a l c o ns t ra ints     J j T t t y P t p t y P j j j j j ,    ), ( ) ( ) ( m a x m i n                           ( 6 )       J j T t RU t p t p j j j ,    , ) 1 ( ) (                             ( 7 )       J j T t RD t p t p j j j ,    , ) ( ) 1 (                             ( 8 )     J j T t V t V T t J j t o t a l g j ,       , ) (                             ( 9 )     ) ( ) ( ) ( 2 t p c t p b t y a V j j j j j j g j                             ( 1 0 )       E q u atio n   ( 6 )   ex p r ess es  th u p p er /lo w er   b o u n d s   f o r   th er m al  g e n er atio n   u n it  o u tp u t,  w h er ea s   th e   ca p ab ilit y   o f   ea ch   u n it  to   r a m p   u p /d o w n   ca n   b m o d eled   as  ( 7 ) - ( 8 ) .   A   th er m al  u n it  j   ca n   r a m p   u p /d o w n   f r o m   th cu r r en t /p r ec ed in g   i n ter v al  to   th co n s ec u tiv e /cu r r en ti m e - i n ter v al  le s s   th a n   p r e - s p ec i f ied   r ate  o f   r am p i n g   RU j / RD j .   Min i m u m   u p /d o w n   t i m co n s tr ain t s   an d   s p i n n in g   r eser v allo ca tio n   ar d etaile d   in   [ 8 ].   On o f   th co u p li n g   co n s tr ai n ts ,   t h at  co u p le  all  th er m a g en er ato r s   in   th m i x ,   is   th li m ited   f u el   av ailab ilit y   o v er   t h s c h ed u li n g   h o r izo n .   T h to tal  u s o f   g as   o v er   ti m s p an ,   T ,   is   less   th an   th a v ailab le  g a s   v o lu m ( 9 ) .   T h f u el  co n s u m p tio n   is   r ep r esen ted   b y   q u ad r a tic  f u n ct io n   ( 1 0 ) .       2 . 3   H y dra uli co ns t ra ints   T h tw o   k i n d s   o f   h y d r au lic   co n s tr ain ts ,   f i x ed - h ea d   h y d r o   u n i an d   v ar iab le  h ea d   h y d r o   u n it,   ar co n s id er ed   to   d em o n s tr ate  th h y d r au lic  h ea d   v ar iatio n   ef f ec t.  T h f i x ed - h ea d   h y d r o   u n i t c an   b ex p r ess ed     as [ 17 ] :       I i T t t q f t p i i ,           , ) ( ) (                           ( 1 1 )     ) ( ) ( ) ( ) ( 2 t q c t q b t a t p i i i i i i i                             ( 1 2 )     H y d r o p o w er   g en er atio n   d ep en d s   o n   th a m o u n o f   w ater   d is ch ar g ed   f r o m   h y d r o   u n it s ,   ( 1 1 ) - ( 1 2 ) .   Fo r   th e   ca s o f   lar g r eser v o ir   ca p ac it y ,   in   p r ac tice  an d   f o r   s h o r t - ter m   s ch ed u li n g ,   h y d r au lic  h e ad   v ar iatio n   ca n   b e   ig n o r ed ,   an d   ass u m ed   to   b co n s ta n t.   T h v ar iab le - h ea d   h y d r o   u n i t c an   b r ep r esen ted   as [ 18 ]:       I i T t t h t q f t p i i i ,       , ) ( ), ( ) (                           ( 1 3 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       MILP - b a s ed   s h o r t - term th erm a l u n it c o mmitmen t a n d   h y d r o th erma l sch ed u lin g …    ( Mo h a med   S h a a b a n )   2735   H y d r o   g en er atio n   le v el s   ch a n g d y n a m icall y   w it h   h y d r a u lic  h ea d   v ar iatio n s ,   w h ic h ,   in   t u r n   af f ec t t h e   m o d el  co n s id er ed   [ 1 5 ] .   Su ch   v ar iatio n s   ar d u to   th d i f f er en ce   b et w ee n   th n atu r al   in f lo w   an d   w ater   d is ch ar g e.   Mo r s p ec if icall y ,   th h y d r o p o w er   g en er ated   f r o m   g e n er atin g   u n it  is   f u n ct io n   o f   th w ate r   d is ch ar g v ar iat io n   as  w e ll  as  th w ater   co n te n ( h ea d   lev el)   o f   th ass o ciate d   r eser v o ir   [ 1 8 ] .   T h ese  r elatio n s h ip s   ar ex p r ess ed   m at h e m a ticall y   in   ( 1 1 ) - ( 1 3 ) .   I n   th i s   p ap er ,   th m o d el  i n   [ 1 8 ]   is   ex te n d ed   to   b ec o m u n it - b ased   h y d r o th er m al   s c h ed u li n g   p r o b lem   as  o p p o s ed   to   ea r lier   m o d els,  w h ic h   u s ed   to   b m er el y   p la n t - b ased   ap p r o ac h .   T h im p le m en tatio n   o f   h y d r o   u n i t - b ased   h ea d   v ar iatio n   ef f e ct  is   f ar   m o r c h alle n g in g ,   w h er ce r tain   n u m b er   o f   h y d r o   u n i ts   ar as s o ciate d   w it h   s p ec if ic  r es er v o ir .   T h is   w o u ld   co n s eq u e n tl y   i n cr ea s t h n u m b er   o f   co n s tr ai n ts   o n   t h o n h an d ,   b u o n   th o th er   h a n d ,   w o u ld   en ab le  a   p r ec is r ep r esen tatio n   o f   ac t u al  r eser v o ir   p er f o r m a n ce   i n   r iv er   s y s te m s .     2 . 4   Wa t er   v o lu m co ns t ra ints     J i T t Q t q T t i i ,    , ) ( 1                           ( 1 4 )       I i T t Q t q T t I i t o t a l i ,           , ) (                         ( 1 5 )       T h ab o v co n s tr ain ts   e n s u r th at  th w ater   r elea s ed   f r o m   i n d iv id u al  u n its ,   an d   all  u n i ts ,   f o llo w   t h e   h y d r o   o p er ato r   p lan p r ac tical  co n s id er atio n   u s u all y   a s s o ci ated   w it h   o p er atio n   o f   h y d r o   p o w er   p lan t s .       2 . 5   H y dra uli ca s ca de  o pera t io n     I n   m an y   co u n tr ies  ar o u n d   th w o r ld ,   th o p er atio n   o f   h y d r o   g en er atio n   u n its   ca n   b o p ti m ized   b y   ex ten d i n g   th m o d el  to   in clu d th o p er atio n   o f   h y d r au lic all y - co u p led   r eser v o ir s   o v er   r iv er   ca t ch m e n t.   Su c h   c o n s tr ai n estab lis h es  co d ep en d en c y   r elatio n s h ip   b etw ee n   u p s tr ea m   a n d   d o w n s tr ea m   h y d r o   u n its   t h at   en ab les t h b etter   u s o f   s ca r ce   h y d r o   r eso u r ce s .     Y i I i T t t s t q t s t q t t X t X i i Y m mi m mi m i i i , ,       ), ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 ( ) (           ( 1 6 )     T h w ater   co n t in u it y   at  ea c h   r eser v o ir   in   th ca s ca d ed   m o d o p er atio n   o f   r iv er   s y s te m   f o llo w s   a   lin ea r   r elatio n s h ip   as  ill u s tr ate d   in   ( 1 6 ) .   T h w a ter   co n ten o f   r eser v o ir   X   ass o ciate d   w it h   h y d r o   u n it  i   is   d ep leted   b y   t h w ater   d is ch ar g ed   f r o m   th s a m r eser v o ir   i ,   an d   s p ill ag w ater   s i ( t ) .   On   th o th er   h an d ,   th co n te n o f   th r eser v o ir   i s   d y n a m icall y   f illed   b y   th n at u r al  in f lo w   i ( t ) ,   an d   th w ater   r elea s ed   f r o m   u p s tr ea m   u n i ts   ass o ciate d   w i th   t h r eser v o ir .   Ho w ev er ,   th e   a m o u n o f   w a t er   r ea ch es  th r e s er v o ir   in   th d o w n s tr ea m   s id e,   af ter   d elay   ti m mi ,   is   q m (t mi ) .   Su ch   c o d ep en d en c y   b et w e en   u p s tr ea m   a n d   d o w n s tr ea m   r eser v o ir s   in tr o d u ce s   s ig n i f ica n t c h al len g es to   t h H T S so lu tio n   p r o ce s s .       2 . 6   Reserv o ir  c o nte nt  li m it     T h m a x i m u m   an d   m i n i m u m   ca p ac ities   o f   th r e s er v o ir   to   s to r w ater   ar e i X an d i X r esp ec tiv el y .   T h is   ca n   b ex p r ess ed   m at h e m atica ll y   a s :       I i T t X t X X i i i ,           , ) (               ( 1 7 )     2 . 7   Dis cha rg li m it s     T o   av o id   an y   p o s s ib le  m ec h a n ical  d a m a g to   t h h y d r o   tu r b in e,   th w ater   r elea s ed   f r o m   ea ch   h y d r o   u n i s h o u ld   b m ai n tai n ed   w i th i n   an   u p p er   b o u n d   an d   lo w er   b o u n d   i q an d   i q r esp ec tiv el y .   T h is   ca n   b ex p r ess ed   as:       I i T t t q t q t q i i i i i ,           ), ( ) ( ) (             ( 1 8 )     W h er ea s   th m i n i m u m   d is c h ar g o f   h y d r o   u n i is   t h eo r etica ll y   ze r o ,   d eli m i tin g   t h d is c h ar g to   ze r o   is   i n ef f icie n a n d   m a y   i n cr ea s e   th w ea r   a n d   tear   o f   w i n d i n g s   an d   m ec h a n ical  eq u ip m e n t.  I n   ad d itio n ,   it  co u ld   lead   to   co n tr o d ev ice  m al f u n ct io n   [ 1 8 ] in cu r r in g   h i g h er   m a in te n an ce   co s t.  I n   g o o d   u tili t y   p r ac tices,  th w ater   d is ch ar g f r o m   ea c h   h y d r o   g e n er atio n   u n i t u s u all y   e x ce ed s   p r e - s p ec if ied   m in i m u m   li m it .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   27 3 2   -   2742   2736   2 . 8   Ripa ria n   co ns t ra int     T h w ater   f lo w i n g   th r o u g h   t h ch an n e co n n ec ti n g   t w o   co n s ec u ti v r eser v o ir s   o n   r iv er   s y s te m   h as   to   b co n tr o lled .   T h aim   o f   th is   co n s tr ai n is   to   c u r b   p o s s ib le  d a m a g es  t h at  m a y   o cc u r   to   f ac ilit ies  an d   co m m u n itie s   alo n g s id th r iv er   s tr ea m .   I n   ad d itio n ,   to   p r o v id m i n i m u m   f lo w   f o r   n av i g atio n al  a n d   ir r ig atio n al  p u r p o s es  ( i f   n ee d ed ) ,   w h ile  m ai n tai n i n g   t h w ate r   o u tf lo w   o f   h y d r o   p lan ts   w ith i n   s p ec if ied   r an g e.       I i T t t q t q t q i i n i i i i ,           ), ( ) ( ) (             ( 1 9 )     E q u atio n   ( 1 9 )   is   r ef er r ed   t o   as   r ip ar ian   co n s tr ain t,  w h ich   r ep r esen ts   an   i m p o r tan p r ac tical  r estrictio n   f o r   u ti liti es   to   b h e ld .   I n s tead   o f   co n tr o lli n g   t h w ater   f lo in   t h c h a n n e l,  th e   o u t f lo w   o f   ea c h   h y d r o   p lan t,   co n tai n i n g   s e v er al  u n it s ,   ca n   b r estricte d .   T o   s u m m ar ize,   ( 1 ) - ( 1 9 )   r ep r esen an   i n cl u s i v HT p r o b lem   w it h   m e ticu lo u s   h y d r a u lic  m o d eli n g .   T h is   o p tim iza tio n   p r o b le m   is   u n eq u iv o ca ll y   h i g h   d i m e n s i o n al,   p ar ticu lar l y   w it h   u t ilit y - s ized   s y s te m s ,   t h at   r eq u ir es a   lo n g   p r o ce s s i n g   ti m e.   I n   f ac t,  t h r es u lti n g   m ix ed - in te g er   n o n li n ea r   p r o g r a m m i n g   p r o b le m ,   ( 1 ) - ( 1 9 )   is   i n s o l v ab le,   p ar ticu lar l y   f o r   a   w ee k l y   s c h ed u lin g   p r o b le m   w it h   h al f   a n   h o u r   i n ter v al s .   T h ese  m o d els ar v er y   d if f ic u lt   to   s o lv e   b y   co n v en tio n al   n o n li n ea r   p r o g r a m m i n g   m et h o d s .   He n ce ,   m i x ed - i n te g er   li n ea r   p r o g r am m i n g   ( MI L P )   f o r m u l atio n ,   is   p r o p o s ed   f o r   th HT m o d el,   u s in g   b r an c h ,   b o u n d   an d   cu ( B B & C )   alg o r ith m .   A d d itio n a ll y ,   m u lti th r ea d in g   w h ic h   ca n   ac ce ler at th s o lu tio n   p r o ce s s   w i th   co n cu r r en t h r ea d s ,   is   a ls o   d escr ib ed .       3.   M I L P - H T S F O RM UL AT I O N   T h s o lu tio n   o f   th ab o v HT f o r m u la tio n   is   f o r m id ab le  as  it   in v o l v es  m a n y   n o n lin ea r   ch ar ac ter is tics   in   t h o b j ec tiv f u n ctio n   as   well  as  t h co n s tr ai n ts .   T h n o n li n ea r   co m p o n e n ts   ar t h q u ad r atic  p r o d u ctio n   co s t,  h y d r o   p er f o r m a n ce   cu r v e ,   ex p o n en tia s tar t - u p   co s t,  s h u t - d o w n   co s t,  a n d   f u el  a v ailab ili t y .   T h ese  n o n li n ea r   co n s tr ain ts   ca n   b lin ea r ized   to   f o r m   an   eq u i v ale n t M I L P   f o r m u la tio n ,   s o   th a t it  ca n   b s o l v ed   ef f icie n tl y .   T o   ca ter   f o r   th n o n li n ea r it y   r etai n ed   b y   t h m i x ed - i n teg er   n o n lin ea r   m o d el,   p iece w i s e   ap p r o x im a tio n   is   e m p lo y ed   t o   tr an s f o r m   al n o n li n ea r   f u n ctio n s   a n d   co n s tr ai n ts   to   an   e q u iv ale n lin ea r ized   m o d el.   C o n s eq u en t l y ,   lar g e - s c ale  p r o b lem s   ca n   b m o d er ated   an d   m a n a g ed   ef f icie n tl y .       3 . 1   L inea rize pro du ct io n c o s t   E q u atio n   ( 2 0 )   o f   t h q u ad r ati p r o d u ctio n   co s ( $ - MW )   ca n   b p iece w is e   li n ea r l y   ap p r o x i m ated ,   ( 2 1 ) - ( 2 6 ) ,   b y   co n te m p lati n g   s u f f icien n u m b er   o f   b r ea k p o in t s   [ 8 ] .   A   s i n g le  t y p o f   b i n ar y   v ar iab le  y j ( t )   to   m o d el  th en tire   MI L P   f o r m u latio n   is   d ee m ed   s u f f ic ien [ 8 ] .   C h o o s in g   an   ad eq u ate  n u m b er   o f   b r ea k p o in ts   in   th e   h o r izo n tal  ax i s   m a k es  t h p iece w i s lin ea r   r ep r esen tat io n   a l m o s id en tical  to   th o r ig i n al   n o n li n ea r   cu r v e,   as   d em o n s tr ated   i n   F ig u r 1 .   On   th o n h a n d ,   in cr ea s i n g   t h n u m b er   o f   b r ea k p o in ts   f o r   p iec e w i s li n ea r izatio n   ca n   d ef i n etl y   i m p r o v t h ap p r o x i m at io n   ac cu r ac y .   On   th o t h er   h a n d ,   w i th   i n cr ea s ed   n u m b er   o f   b r ea k   p o in ts ,   th p r o b lem   s ize  m a y   b s wo llen   an d   th co m p u tatio n al  p r o ce s s   co u ld   b c o m p r o m i s ed .   Fo u r   p iece w i s s eg m e n ts   p r o v i d ad eq u ate  m o d eli n g   o f   th q u ad r atic  co s f u n ctio n ,   r en d er in g   s o lu t io n   w it h   ac ce p tab le   ac cu r ac y   an d   in   m o d er ate  ti m [ 8] [ 1 5 ] .   I n   th ab o v f o r m u latio n ,   v ar iab le  o p er atin g   co s t;  n a m el y   t h m ai n ten a n ce   co s t o f   th u n it th at  in cr ea s es  w h e n   th a m o u n t o f   g en er atio n   r a m p s   u p ,   is   in c o r p o r ate d   in to   ( 2 1 ) .     W ith   th s a m ar g u m e n ar ti cu lated   f o r   ( 2 0 ) - ( 2 6 ) ,   th q u ad r atic  n o n - co n ca v p o w er   v s   d is ch ar g e   (p - q )   o f   th h y d r o   p er f o r m an ce   cu r v e,   ( 1 1 ) - ( 1 3 ) ,   an d   th f u el  co n s u m p tio n   q u ad r atic  f u n ctio n ,   ( 1 0 ) ,   ca n   b s i m ilar l y   ap p r o x i m ated   to   s et  o f   lin ea r   eq u atio n s ,   i f   ad eq u a te  p iece w i s s eg m e n t s   w er u s ed   [ 18 ].     J j T t t p c t p b t y a t c j j j j j j p j ,   ), ( ) ( ) ( ) ( 2           ( 2 0 )       J j T t t j F t y A t c j Nl l l lj j j p j ,    , ) , ( ) ( ) ( 1           ( 2 1 )       J j T t t j t y P t p j Nl l l j j j ,    , ) , ( ) ( ) ( 1 m i n             ( 2 2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       MILP - b a s ed   s h o r t - term th erm a l u n it c o mmitmen t a n d   h y d r o th erma l sch ed u lin g …    ( Mo h a med   S h a a b a n )   2737   J j T t P T t j j j ,    , ) , ( m i n 1 1             ( 2 3 )     1 1   . . . 2 , ,    , ) , ( j j l lj l Nl l J j T t T T t j             ( 2 4 )     J j T t T P t j j j Nl j Nl ,    , ) , ( 1 m a x             ( 2 5 )       j l Nl l J j T t t j   . . .   1 , ,    , 0 ) , (             ( 2 6 ) 2 m i n m i n ) ( j j j j j j P c P b a A                 3 . 2   L inea rize d sta rt - up   a nd   s hu t - do w n c o s t s   A   t y p ical  ex p o n e n tial  s tar tu p   c o s f u n ctio n   is   s h o w n   b y   t h d ash ed -   lin c u r v i n   Fig u r 2 .   T h s tar t u p   co s h as   b ec o m d is cr ete  f u n ctio n ,   d u to   th e   d is cr etiza ti o n   o f   t h ti m s p an   i n to   h o u r l y   p er io d s   ( th b lack   d o ts ) .   T h d is cr ete  s tar t - u p   co s ca n   b ap p r o x i m ated   b y   s tair - w i s f u n c tio n   as  d escr ib e d   in   ( 2 7 ) - ( 2 8 ) .   T h e   lin ea r izatio n   m ec h a n i s m   f o r   s tai r - w is s tar t - u p   co s an d   s tep - w i s s h u t - d o w n   co s ts ,   w h ic h   d ep en d s   o n l y   o n   th e   b in ar y   v ar iab les,  co r r esp o n d s   to   th o n /o f f   s tate  o f   g en er at in g   u n i ts ,   ( 2 7 ) - ( 3 0 ) .   T h to tal   n u m b er   o f   b in ar y   v ar iab les  o f   th e   p r o p o s ed   MI L P - HT w ill   b m u c h   les s er ,   s in ce   it  d o es   n o co n tai n   s ep ar ate  b in ar y   v ar iab les   ass i g n ed   f o r   s tar t - u p   an d   s h u t - d o w n   s tate s .   T h is   w i ll  r ed u ce   t h p r o b le m   s ize  as   w ell  a s   t h p r o ce s s in g   ti m [ 5 ].     j j j t n j j t j su j ND t T t K k J j y a n k y k y K k c   . . .   1 , , , ) ( ) ( ) ( 1             ( 2 7 )       J j T t k c su j ,    , 0 ) (                 ( 2 8 )       K k J j k y k y C k c j j j su j ,    , ) ( ) 1 ( ) (             (2 9)     K k J j k c sd j ,    , 0 ) (               ( 3 0 )       µ 1 ( j , t ) µ 2 ( j , t ) µ 3 ( j , t ) µ 4 ( j , t ) C p j ( t ) P j ( t ) A j F 4 j F 3 j F 2 j F 1 j P j m a x P j m i n P 1 j P 2 j P 3 j     Fig u r 1 .   C o s m o d el  p iece w is ap p r o x im at io n   Fig u r 2 Stair - w i s s tar t - u p   c o s t f u n ctio n s       4.   NUM E RICAL   R E SU L T S   Sev er al  s y s te m s   ar test ed   to   d em o n s tr ate  t h e f f icac y   a n d   s u p er io r it y   o f   th p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   r elativ to   o th er   tech n iq u es   f r o m   t h liter atu r e.   Si m u la tio n   w as  i m p le m en ted   t h r o u g h   C P L E X®  1 2 . 4 ,   e m p lo y i n g   th b r an c h ,   b o u n d   an d   cu ( B B & C )   m et h o d ,   r u n n in g   o n   I n tel  co r eT i5   p r o ce s s o r   w ith   2 . 6 7   GHz   s p ee d   an d   6   GB   o f   R A M.   T h d ev elo p ed   m o d el  is   f ir s co m p ar ed   ag ain s o th er   m aj o r   a p p r o ac h es.  C o m p ar is o n s   ar co n d u cted   o v er   th s a m test   s y s te m   co m p r i s i n g   1 0 0   th er m al  u n its   [ 5 ] .   T h is   s y s te m ,   h o w e v er ,   is   p u r el y   th er m a l u n it c o m m it m e n t s y s t e m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   27 3 2   -   2742   2738   T h r ee   h y d r o th er m al  test   s y s te m s   ar d esig n ated   to   test   th p r o p o s ed   MI L P - HT alg o r ith m .   T h test   s y s te m s   ar e:  I E E E   3 0 0 - b u s   w i t h   6 9   u n it s   [ 19 ] ,   p r ac tical  u ti li t y   s y s te m   o f   7 7 7 - b u s   th at   co n t ain s   1 3 2   u n i ts ,   a n d   m o d if ied   E R C OT   ( E n er g y   R eliab ilit y   C o u n cil   o f   T ex as)   s y s te m   w it h   4 9 9 5   b u s   co m p r i s i n g   2 8 7   u n its .   Deta il s   o f   ea ch   te s s y s te m   ca s s tu d y   co m p o n e n ts   an d   c h ar ac ter is tics   ar lis ted   in   T ab le  1 .   I n   th f ir s ca s e,   h y d r o   p lan ts   ar b u ilt  o n   s i n g le  r iv e r   ca tch m e n as  s h o w n   i n   Fi g u r 3 ,   r ep r esen ti n g   h y d r a u lic  co u p lin g   o f   p lan t s   o v er   w ater w a y .       T ab le  1 .   Hy d r o th er m al  te s t s y s te m s   I n st a n c e   C a se   I   C a se   I I   C a se   I I I   N u mb e r   o f   b u se s   3 0 0   7 7 7   4 9 9 5   N u mb e r   o f   u n i t s   69   1 3 2   2 8 7   N u mb e r   o f   t h e r mal   u n i t s   51   96   2 3 3   N u mb e r   o f   h y d r o   u n i t s   18   36   54   N u mb e r   o f   R e se r v o i r s   5   10   15   N u mb e r   o f   r i v e r   n e t w o r k s   1   2   3       A B C D E 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 3   h r 2 h r 1   h r 3   h r H y d r o   u n i t     Fig u r 3 R iv er   s y s te m   to p o lo g y   i n   w ater w a y   co n n ec tio n       Fo r   th s ec o n d   ca s w it h   1 3 2   u n i ts ,   h y d r o   p lan ts   d ata  o f   th e   6 9 - u n it  ca s ar r ep licated   to   m ak t w o   d is tin ct iv ca s ca d ed   h y d r o   c h ain s   ( 2   r i v er   n et w o r k s   w it h   3 6   u n i ts ) .   Si m ilar l y ,   t h h y d r o   n et w o r k ,   i n   ca s I I I   w it h   2 8 7 - u n it,  is   m ad u p   b y   r ep licatin g   ca s I   h y d r o   n et w o r k   f o r   th r ee   ti m es.  A s   r esu lt,  t h 2 8 7 - u n it  co n ta in s   3   ca s ca d ed   ch ain s   o f   h y d r o   u n its ,   in   w h ic h   ev er y   c h ai n   h a s   1 8   h y d r o   g en er atio n   u n its .       4 . 1   Co m pa ri s o n w it h o t her  a lg o rit h m s   T o   v alid ate  th p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   MI L P   m et h o d o lo g y ,   co m p ar is o n   ag a in s o t h er   tech n iq u es,  r ep o r ted   in   th l it er atu r e,   is   ca r r ied   o u t.  Fo r   th i s   ca s e,   p u r th er m al  u n i co m m it m en p r o b lem ,   w it h o u t h y d r o   u n it s ,   is   s o lv ed   f o r   1 0 0 - u n it b e n ch m ar k   s y s t e m .   T ab le  2   illu s tr ates th p er f o r m a n ce   o f   s e v er al   tech n iq u es n a m el y   th e   Gen e t ic  A lg o r it h m   ( G A )   [ 2 0 ] ,   P ar ti cle  S w ar m   Op ti m izatio n   ( P SO)   [ 2 1 ] ,   L ag r an g ia n   R elax a tio n   ( L R )   [ 2 2 ] ,   s tr aig h tf o r w ar d   alg o r ith m   ( SF )   [ 23 ] ,   an d   E x ten d ed   P r io r it y   L is t in g   ( E P L )   [ 24 ].   I is   co n s p icu o u s ,   f r o m   T ab le  2 ,   t h at  th p r o p o s ed   MI L P - b ased   tech n iq u o f f er s   an   ex ce p t io n al  s o lu tio n   t h a t   o u ts h in e s   all  o th er   ap p r o ac h es ,   w it h   th c h ea p est co s t o f   $ 5 , 5 9 4 , 0 1 1 .       T ab le  2 C o m p ar is o n   b et w ee n   Dif f er en Alg o r it h m s   T e c h n i q u e   T o t a l   o p e r a t i o n   c o st   [ $ ]   C o st   d i f f e r e n c e   [ % ]   GA   5 , 6 2 7 , 4 3 7   0 . 6 0   PSO   5 , 6 2 5 , 3 7 6   0 . 5 6   LR   5 , 6 2 0 , 3 0 5   0 . 4 7   SF   5 , 6 1 5 , 9 6 0   0 . 3 9   EP L   5 , 6 0 8 , 4 4 0   0 . 2 6   P r o p o se d   M I L P   5 , 5 9 4 , 0 1 1   0 . 0 0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       MILP - b a s ed   s h o r t - term th erm a l u n it c o mmitmen t a n d   h y d r o th erma l sch ed u lin g …    ( Mo h a med   S h a a b a n )   2739   4 . 2   H ea d v a ria t io n e f f ec t   Si m u latio n   r es u lts ,   f o r   th t h r ee   test   s y s te m s   p o r tr a y ed   in   T ab le s   3   an d   4 ,   ar b ased   o n   t y p ical  d ail y   lo ad   d ata.   A n   o p ti m ali t y   g ap   o f   0 . 5 w a s   p r esu m ed   i n   all   test   ca s es.  An   o p ti m a lit y   g ap   b et wee n   0 - 1 %   is   a l w a y s   r ec o m m e n d ed   as  v alid   i n d u s tr ial  ch o ice  [ 15 ] .   Fro m   t h r e s u lt s   d e m o n s tr ated   i n   T ab le  3   an d   4 ,   it  is   ev id e n t   th at  w h en   t h r eser v o ir   h ea d   ch an g e s   w er m o d eled   ( i.e . ,   v ar iab le  h ea d   m o d el)   th o p er atio n   co s o f   ea ch   s y s te m   h as  d ec r ea s ed   n o ticea b l y .   T h o p er atio n   c o s o f   th 6 9 - u n it   h as  d i m i n is h ed   f r o m   $ 2 , 4 0 1 , 9 5 1   to   $ 2 , 3 9 8 , 4 2 5 ,   m ar k i n g   a   $ 3 5 2 6   r e d u ctio n   in   to tal  co s f o r   d aily   lo ad ,   b ased   o n   an   h o u r l y   in ter v al.   T h tr en d   is   r eiter ated   in   th o t h er   t w o   lar g e   s y s te m s   as   w e ll.  T h ese  r es u lt s   clea r l y   as s er th co n s eq u e n ce   o f   t h d et ailed   v ar iab le  h ea d   m o d eli n g   an d   i ts   d ir ec r etu r n   o n   d ail y   co s s av in g s .   No n et h eless ,   w h ile  ac c u r ate  h ea d   m o d elin g ,   a s   s h o w n   i n   T ab le  3   an d   4 ,   r atio n alize s   th co s ts   an d   m ak e s   b etter   u s o f   w ater   co n te n i n   r eser v o ir s ,   it  a d d s   ex tr v ar iab les,  r esu lti n g   in   h i g h er   co m p u tatio n al  b u r d en   [ 25 26] .       T ab le  3 So lu tio n   p er f o r m an ce   w it h o u t   h y d r au lic  h ea d   v ar iat io n   I n st a n c e   F i x e d   H e a d   H y d r o   C a se   I   C a se   I I   C a se   I I I   N o .   o f   v a r i a b l e s   1 5 8 8 8   3 0 4 8 0   6 4 9 4 4   N o .   o f   b i n a r y   v a r i a b l e s   1 6 5 6   3 1 6 8   6 8 8 8   N o .   o f   c o n st r a i n t s   1 5 3 8 7   2 9 4 5 7   6 2 9 6 0   N o .   o f   N N Z   i n   c o n st r a i n t   mat r i x   5 4 0 0 4   1 0 3 0 6 4   2 2 2 1 3 9   T i me   ( se c )   5 . 6 1 0   5 4 . 8 8 0   4 1 5 . 2 7 0   C o st   ( M $ )   2 . 4 0 0   6 . 3 2 2   7 . 1 0 0     T ab le  4 So lu tio n   p er f o r m an ce   w it h   h y d r au lic  h ea d   v ar iat io n   I n st a n c e   V a r i a b l e   H e a d   H y d r o   C a se   I   C a se   I I   C a se   I I I   N o .   o f   v a r i a b l e s   1 7 1 8 4   3 3 0 7 2   6 8 8 3 2   No . o f   b i n a r y   v a r i a b l e s   2 5 2 0   48 96   9 4 8 0   N o .   of   c o n st r a i n t s   1 8 7 2 3   3 6 1 2 9   7 2 9 6 8   N o .   o f   N N Z   i n   c o n st r a i n t   mat r i x   7 5 1 7 2   1 4 3 6 7 2   2 8 3 0 5 1   T i me   ( se c )   2 3 8 . 0 5 0   4 4 7 . 7 3 0   6 7 9 . 6 7 0   C o st   ( M $ )   2 . 3 9 0   6 . 3 1 2   7 . 0 8 8         4 . 3   M ultit hrea din g   Mu ltit h r ea d   co m p u tin g   i s   p a r allel  p r o ce s s in g   tec h n o lo g y   u s ed   to   r ed u ce   th co m p u tatio n   ti m e.   I i s   ca r r ied   b y   s h ar i n g   p r o ce s s   r eso u r ce s   co n cu r r e n tl y   ac r o s s   m u ltip le  p r o ce s s o r s   at  d if f er e n s ta g es  o f   ex ec u t io n   [ 27 ] .   P ar allel  p r o ce s s i n g   w as  u s ed   i n   h y d r o   p o w er   s c h ed u li n g   [ 28 ] ,   an d   m icr o g r id   p o w er   m an a g e m e n s y s te m   [ 2 9 ] I n   ad d itio n ,   m u lt ith r ea d i n g   w a s   ap p lied   s u cc ess f u l l y   i n   u n it  c o m m i t m e n [ 25 ]   an d   v ar iab le  w in d   g e n er atio n   s ch e d u lin g   [ 30 ] .     T ab le   5   s u m m ar izes  th e x ec u tio n al  p er f o r m an ce   f o r   tw o   o f   t h ca s s t u d ies.  I n   th is   ca s e,   th o p ti m alit y   g ap   is   tig h te n ed   to   0 . 1 %,  i n s tead   o f   0 . 5 i n   p r ev io u s   ca s e s ,   a n d   th e   co m p u ta tio n al  p er f o r m a n ce   o f   2 4 - h o u r   in ter v al  HT is   r ec o r d e d .   T h s er ial  o r   s eq u en tial  e x ec u t io n   is   co n tr asted   w it h   t h p ar allel   ex ec u t io n   v ia  n u m b er   o f   th r ea d s .   W ith   tig h ter   g ap ,   th ex ec u tio n   ti m i n cr ea s e s .   Yet,   it  is   clea r   f r o m   T ab le  5   th at  m u l tit h r ea d   co m p u tin g   ca n   co n s is te n tl y   i m p r o v t h p er f o r m a n ce   as   co m p a r ed   w it h   t h s er ial   ex ec u t io n .   Do u b li n g   t h n u m b er   o f   th r ea d s ,   h o w e v er ,   m a y   n o n ec ess ar il y   lead   to   s i g n i f ica n tl y   en h a n cin g   t h e   co m p u tatio n al  ti m e,   alb eit  p r o v id in g   s e v er al  o r d er s   o f   m ag n i tu d o f   s o l u tio n   s p ee d u p ,   p atic u lar l y   i n   C a s I I .   T h i m p le m e n tat io n   o f   m u l tit h r ea d in g   o n   th e   B B & C   p r o ce s s   i n cu r s   s p litt i n g   n u m b er   o f   b r an ch es in   th s ea r ch   tr ee   s i m u lta n eo u s l y .   I n   s o m ca s es,  th s o lu tio n   in   s p ec if ic  b r an ch   is   d ep en d en t o n   th r esu lt f r o m   o th er   b r an ch e s .   T h er ef o r e,   th co m p u ti n g   t h r ea d   in   th e   cu r r en b r an c h   h as  to   r e m ai n   id l e,   u n til  t h s o lu tio n   f r o m   o t h er   b r an ch e s   i s   o b tain ed .   T h is   m a y   a f f ec t h s o l u tio n   p r o ce s s   to   b s l u g g i s h   in   s o m i n s tan ce s.   I n   T ab le   5 ,   th f astes p er f o r m an ce   w a s   f o u n d   th r o u g h   4 - t h r ea d s .   Fu r t h er   r esear ch   is   n e ed ed   to   ex p lo r th e   m u ltit h r ea d in g   ap p licatio n   in   t h HT S p r o b lem .       T ab le  5 Mu ltit h r ea d   MI L P - H T S c o m p u tatio n al  p er f o r m a n c e   # C a se   Ex e c u t i o n   t i me   ( S e c )   S e r i a l   e x e c u t i o n   # T h r e a d   # T h r e a d   2   4   I   1 1 6 . 1 0   5 4 . 9 2   3 8 . 4 6   II   3 0 9 . 6 4   3 0 3 . 0   4 0 . 1 5       5.   CO NCLU SI O N S   H y d r o th er m al  s c h ed u lin g   is   f o r m id ab le  en g in ee r i n g   p r o b lem   th at  i n clu d e s   p l eth o r o f   co m p lica tin g   co n s tr ai n ts .   D u e   to   s u c h   i n tr icac y ,   h y d r o   g e n e r atio n   u s ed   to   b ca s ag g r eg at el y ,   i n   p lan t - w i s e   f r a m e w o r k   to   av o id   co m p licat in g   t h p r o b lem   f u r th er .   Ho w ev er ,   in   p o w er   s y s te m s   w it h   l i m ited   h y d r o p o w er   r eso u r ce s ,   it  i s   i m p er ati v to   m o d el   th e   h y d r o   g e n er atio n   i n   u n it - w i s m an n er   to   b etter   r ef lect  t h p r ac tical   s y s te m   s tr u ct u r an d   th u n d er ly i n g   o p er atin g   co n d itio n s .   A   m i x ed - in te g er   lin ea r   p r o g r a m m i n g   ( MI L P )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   27 3 2   -   2742   2740   m et h o d o lo g y   is   p r ese n ted   in   t h is   p ap er   to   co m m it  t h er m al  a n d   h y d r o   g e n er atio n   u n its .   A   m etic u lo u s   m o d el  o f   th h y d r au l ic  s y s te m   i n cl u d in g   ca s ca d ed   d ep en d en r eser v o ir s ,   v ar iab le  r eser v o ir   h ea d ,   r ip ar ian   ef f ec t s ,   in d iv id u al  h y d r o   u n it s ,   an d   f u el  co n s tr ain ts   i s   ad o p ted .   Sin ce   s u ch   ex te n s iv m o d eli n g   co u ld   h a m p er   t h e   co m p u tatio n al  ef f icie n c y   o f   t h p r o p o s ed   m eth o d o lo g y ,   m u ltit h r ea d   co m p u ti n g   is   u t iliz ed   to   en h an ce   th e   co m p u tatio n al  ca p ab ilit y .   A p p licatio n   o f   th p r o p o s ed   m eth o d o lo g y ,   u s in g   th b r an ch   an d   b o u n d   &   cu t   ( B B & C )   alg o r it h m ,   o n   v ar io u s   test   s y s te m s   a n d   u n d er   d if f er e n co n d itio n s ,   h as   co n s is te n tl y   m an if e s ted   t h at  t h e   p r o p o s ed   m et h o d o lo g y   s u r p ass es  o th er   tech n iq u e s   in   ter m s   o f   co s ef f icie n c y .   I is   also   ca p a b le  o f   s o lv in g   lar g e - s ca le  p r o b lem s   in   v er y   co m p etitiv co m p u tatio n   ti m e.       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h is   w o r k   w as  s u p p o r ted   in   p ar t   b y   th Ma la y s ia n   Min i s tr y   o f   Hig h er   E d u ca tio n   ( MO HE )   an d   Un i v er s iti   Ma la y s ia  Sar a w a k   ( UNI MA S),   Ma la y s ia  u n d er   th Fu n d a m e n tal   R e s ea r ch   Gr a n Sch e m ( F R G S),   Gr an t N o .   F0 2 /FR GS /1 6 2 0 /2 0 1 7 .       RE F E R E NC E S   [1 ]   I.   A .   Et h m a n e ,   M .   M a a ro u f i,   A .   K.  M a h m o u d ,   a n d   A .   Ya h f d h o u ,   Op ti m iza ti o n   f o El e c tri c   P o w e L o a d   F o re c a st,”   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec tric a a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ E CE ) v o l/ issu e 8 (5 ) ,   p p .   3 4 5 3 - 3 4 6 2 ,   Oc t.   2 0 1 8 .   [2 ]   A .   J.  W o o d ,   B.   F .   W o ll e n b e rg ,   a n d   G .   B.   S h e b le,  P o w e Ge n e ra ti o n ,   Op e ra ti o n ,   a n d   Co n tr o l,   3 r d   e d . W il e y ,   p p .   1 4 7 - 1 8 6 ,   2 0 1 3 .     [3 ]   M .   S .   S a lam ,   K.  M .   No r,   a n d   A .   R.   Ha m d a m ,   H y d ro th e r m a S c h e d u li n g   Ba se d   L a g ra n g ian   Re la x a ti o n   A p p r o a c h   t o   H y d ro th e rm a Co o rd i n a ti o n ,   IEE T ra n sa c ti o n s o n   P o we r S y ste ms v o l/ issu e 1 3 ( 1 ),   p p .   2 2 6 - 2 3 5 ,   F e b .   1 9 9 8 .   [4 ]   S .   S .   S a k th i,   R.   K .   S a n th i,   N.  M .   Krish n a n ,   S .   G a n e sa n ,   a n d   S .   S u b ra m a n ian ,   W in d   I n teg ra ted   T h e rm a Un it   Co m m it m e n S o lu ti o n   u si n g   G re y   W o lf   Op ti m iz e r,   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o f   El e c trica l   a n d   Co m p u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) v o l/ issu e 7 (5 ) ,   p p .     2 3 0 9 - 2 3 2 0 ,   Oc t.   2 0 1 7 .   [5 ]   R.   W .   F e rre ro ,   J.   F .   Riv e ra ,   a n d   S .   M .   S h a h i d e h p o u r ,   Dy n a m ic P ro g ra m m in g   Tw o - S ta g e   A l g o rit h m   f o L o n g - T e r m   H y d ro th e rm a S c h e d u li n g   o f   M u l ti re se rv o ir  S y st e m s,”   IEE T ra n s a c ti o n o n   P o we S y ste ms v o l/ is su e 1 3 ( 4 ),   p p .   1 5 3 4 - 1 5 4 0 ,   N o v .   1 9 9 8 .   [6 ]   H.  Zey n a l,   L .   X .   Hu i,   Y.   Jia z h e n ,   M .   Ei d ian i,   a n d   B.   A z z o p a rd i,   Im p ro v in g   L a g ra n g i a n   Re lax a ti o n   Un it   Co m m it m e n w it h   Cu c k o o   S e a rc h   A lg o rit h m ,   in   Pro c .   IEE E   In t .   Co n f.   Po we a n d   E n e rg y   ( PE Co n ) Ku c h i n g ,   S a ra wa k ,   M a la y sia ,   p p .   7 7 - 8 2 ,   2 0 1 4 .   [7 ]   G .   W .   Ch a n g ,   M .   A g a n a g ic,  J.  G .   W a ig h t,   J.  M e d in a ,   T .   Bu rto n ,   S .   Re e v e s a n d   M .   Ch risto f o ri d is,   Ex p e rien c e w it h   M ix e d   In teg e L in e a P r o g ra m m i n g   Ba se d   A p p ro a c h e s   o n   S h o rt - T e r m   H y d ro   S c h e d u l in g ,   I EE E   T ra n sa c ti o n s   o n   Po we r S y ste ms v o l/ issu e 1 6 ( 4 ),   p p .   7 4 3 - 7 4 9 ,   No v .   2 0 0 1 .   [8 ]   M .   Ca rrió n   a n d   J.  M .   A rro y o ,   A   Co m p u tatio n a ll y   Eff icie n M ix e d - In teg e L in e a F o r m u latio n   f o r   th e   T h e r m a Un it   Co m m it m e n P ro b lem ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we S y ste ms v o l/ issu e 2 1 (3 ),   p p .   1 3 7 1 - 1 3 7 8 ,   A u g .   2 0 0 6 .     [9 ]   J.  Os tro w sk i,   M .   F .   A n jo s,  a n d   A .   V a n n e ll i,   T ig h M ix e d   In teg e L in e a P ro g ra m m in g   F o r m u latio n f o th e   Un it   Co m m it m e n P ro b lem ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we S y ste ms v o l/ issu e 2 7 (1 ),   p p .   3 9 - 4 6 ,   F e b .   2 0 1 2 .   [1 0 ]   H.  Zey n a a n d   M .   E id ian i,   Hy d ro th e rm a S c h e d u li n g   F lex ib i li ty   En h a n c e m e n w it h   P u m p e d - S to ra g e   Un it s,”   in   Pro c .   2 2 n d   Ir a n i a n   C o n f.   El e c trica l   En g in e e rin g   ( ICEE ),   T e h ra n ,   Ira n ,   p p .   8 2 0 - 8 2 5 ,   2 0 1 4 .   [1 1 ]   W. - S .   T a n ,   M .   P .   A b d u ll a h ,   a n d   M .   S h a a b a n ,   Ch a n c e - Co n stra i n e d   S c h e d u li n g   o f   V a riab le  G e n e ra ti o n   a n d   En e rg y   S to ra g e   in   a   M u lt i - T im e s c a le  F ra m e w o rk ,   J o u rn a o El e c trica En g i n e e rin g   &   T e c h n o l o g y v o l/ issu e 1 2 (5 ) ,   p p .   1 7 0 9 - 1 7 1 8 ,   S e p .   2 0 1 7 .   [1 2 ]   A .   M o re ira,  G .   S trb a c ,   R.   M o r e n o ,   A .   S tree t,   a n d   I.   Ko n sta n t e lo s,  A   F iv e - L e v e M IL P   M o d e f o F lex ib le   T ra n s m issio n   Ne tw o rk   P lan n i n g   u n d e r   Un c e rtain ty A   M in - M a x   Re g re A p p ro a c h ,   IEE E   T r a n sa c ti o n s   o n   P o we S y ste ms v o l/ issu e 3 3 (1 ) ,   p p .   4 8 6 - 5 0 1 ,   Ja n .   2 0 1 8 .   [1 3 ]   M.   S h a a b a n ,   W . - S .   T a n ,   a n d   M .   P .   A b d u ll a h ,   A   M u lt i - T ime sc a le  H y b rid   S to c h a stic/De ter m in isti c   G e n e ra ti o n   S c h e d u l in g   F ra m e w o rk   w it h   F lex iram p   a n d   C y c li ra m p   Co sts,”   In te rn a ti o n a J o u r n a o El e c trica P o we &   En e rg y   S y st ems v o l/ issu e 9 9 ,   p p .   5 8 5 - 5 9 3 ,   Ju ly   2 0 18.   [1 4 ]   A .   Le w   a n d   H.  M a u c h ,   Dy n a m ic  P r o g ra m m in g A   Co m p u tatio n a T o o l,   v o l.   3 8 S p rin g e r,   p p .   3 - 4 4 ,   2 0 0 6 .   [1 5 ]   T .   L a n d   M .   S h a h id e h p o u r,   P ric e - Ba se d   Un it   Co m m it m e n t:   A   Ca s e   o f   L a g r a n g ian   Re lax a ti o n   V e rsu M ix e d   In teg e P r o g ra m m in g ,   IEE T ra n sa c ti o n s o n   Po we S y ste ms v o l/ issu e 2 0 (4 ),   p p .   2 0 1 5 - 2 0 2 5 ,   No v .   2 0 0 5 .   [1 6 ]   J.  E.   M it c h e ll ,   Bra n c h - a n d - Cu A l g o rit h m f o Co m b in a to rial  O p ti m iza ti o n   P r o b lem s,”   in   Ha n d b o o k   o A p p li e d   Op ti miza ti o n ,   P .   P a rd a lo s a n d   M .   Re se n d e ,   Ed s.,   1 st e d . ,   Ne w   Yo rk Ox f o rd   Un iv e rsit y   P re ss ,   p p .   6 5 - 7 7 ,   2 0 0 2 .   [1 7 ]   S .   S a lam ,   K.  M .   No r,   a n d   A .   R.   Ha m d a n ,   Co m p re h e n siv e   Alg o rit h m   f o H y d ro th e rm a Co o rd in a ti o n ,   IEE   Ge n e ra ti o n ,   T ra n sm issio n   a n d   Di strib u ti o n v o l/ issu e 1 4 4 (5 ) ,   p p .   4 8 2 - 4 8 8 ,   S e p .   1 9 9 7 .   [1 8 ]   A .   J.  Co n e jo ,   J.  M .   A rro y o ,   J.  Co n trera s,  a n d   F .   A .   V il lam o r,   S e lf - S c h e d u l in g   o f   a   Hy d ro   P r o d u c e in   a   P o o l - Ba se d   El e c tri c it y   M a r k e t,   IEE T ra n s a c ti o n o n   Po we r S y ste ms v o l/ issu e 1 7 ( 4 ),   p p .   1 2 6 5 - 1 2 7 2 ,   No v .   2 0 0 2 .   [1 9 ]   R.   Ch risti e .   P o w e S y ste m T e st  Ca se   A rc h iv e .   1 9 9 3 .   [ On li n e ] h tt p s:// w ww 2 . e e . wa sh in g to n . e d u /res e a rc h /p stc a /p f 3 0 0 / p g _ tca 3 0 0 b u s.h tm .   [ L a st A c c e ss ]   1 2 /1 1 / 2 0 1 8 .   [2 0 ]   S .   A .   Ka z a rli s,  A .   G .   Ba k irt z is,  a n d   V .   P e tri d is,   A   G e n e ti c   A l g o rit h m   S o lu ti o n   to   th e   Un it   C o m m it m e n P r o b lem ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we r S y st e ms ,   v o l/ issu e 1 1 (1 ),   p p .   8 3 - 9 2 ,   F e b .   1 9 9 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       MILP - b a s ed   s h o r t - term th erm a l u n it c o mmitmen t a n d   h y d r o th erma l sch ed u lin g …    ( Mo h a med   S h a a b a n )   2741   [2 1 ]   B.   Z h a o ,   C.   X .   G u o ,   B .   R .   Ba i,   a n d   Y .   J.   Ca o ,   A n   Im p ro v e d   P a rti c le  S w a r m   Op ti m iz a ti o n   A lg o rit h m   f o Un i t   Co m m it m e n t,   In ter n a ti o n a J o u rn a l   o E lec trica Po we &   En e rg y   S y st e m s v o l/ issu e 2 8 ( 7 ),   p p .   4 8 2 - 4 9 0 ,   S e p .   2 0 0 6 .   [2 2 ]   H.  H.  Ba lci  a n d   J .   F .   V a len z u e la,  S c h e d u l in g   E lec tri c   P o w e G e n e r a to rs  u sin g   P a r ti c le  S w a rm   Op ti m iza ti o n   Co m b in e d   w it h   th e   L a g ra n g ian   R e lax a ti o n   M e th o d ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o Ap p li e d   M a th e ma ti c s   a n d   Co mp u ter   S c ien c e ,   v o l/ issu e 1 4 ( 3 ),   p p .   4 1 1 - 4 2 1 ,   M a r.   2 0 0 4 .   [ On li n e ]   h tt p :/ /eu d m l. o rg /d o c /2 0 7 7 0 7 .   [ L a st A c c e s s]   1 2 / 1 1 / 2 0 1 8 .   [2 3 ]     S .   H.  Ho ss e in i ,   A .   Kh o d a e i,   a n d   F .   Am in if a r,   A No v e S traig h tf o rw a rd   Un it   Co m m it m e n M e th o d   f o Larg e - S c a le  P o w e S y ste m s,   IEE T ra n sa c ti o n o n   P o we r S y ste ms ,   v o l/ issu e 2 2 ( 4 ),   p p .   2 1 3 4 - 2 1 4 3 ,   No v .   2 0 0 7 .   [2 4 ]   T .   S e n j y u ,   K.  S h im a b u k u ro ,   K.  Ue z a to ,   a n d   T .   F u n a b a sh i,   A   F a st  Tec h n iq u e   f o Un it   Co m m it m e n P r o b lem   b y   Ex ten d e d   P ri o rit y   L ist,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we S y ste ms ,   v o l/ issu e 1 8 (2 ),   p p .   8 8 2 - 8 8 8 ,   M a y   2 0 0 3 .   [2 5 ]   W .   S .   T a n   a n d   M .   S h a a b a n ,   A   H y b rid   S to c h a stic/De term in isti c   Un it   C o m m it m e n Ba se d   o n   P ro j e c ted   Disju n c t iv e   M IL P   Re f o rm u latio n ,   IEE E   T ra n sa c ti o n s o n   P o we r S y ste ms v o l/ i ss u e 3 1 ( 6 ),   p p .   5 2 0 0 - 5 2 0 1 ,   N o v .   2 0 1 6 .   [2 6 ]   H.  Zey n a l,   Im p le m e n tatio n   o f   M i x e d   In teg e L in e a P ro g ra m m in g   f o H y d ro - T h e rm a G e n e ra ti o n   S c h e d u li n g   w it h   Riv e a n d   Re se rv o ir  Co n stra in ts,   P h T h e sis,  F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g M a lay si a ,   M a la y sia ,   2 0 1 3 .   [ On li n e ] h tt p :/ /e p rin ts. u tm . m y /i d /ep rin t/ 3 6 6 6 1 /.   [L a st  A c c e ss ]   1 2 / 1 1 / 2 0 1 8 .   [2 7 ]   D.  A .   Zi e a n d   L .   Be n ,   P e rf o rm a n c e   Ev a lu a ti o n   o f   D y n a m ic   S p e c u lativ e   M u lt it h re a d in g   w it h   th e   Ca sc a d ia  A rc h it e c tu re ,   IEE T ra n sm issio n   o n   P a ra ll e a n d   Distri b u ted   S y s tem s v o l/ issu e 2 1 (1 ) ,   p p .   4 7 - 5 9 ,   Ja n .   2 0 1 0 .   [2 8 ]   G .   Warla n d ,   A .   L .   He n d e n ,   a n d   B.   M o ,   Us e   o f   P a ra ll e P r o c e ss in g   in   A p p li c a ti o n f o Hy d ro   P o w e S c h e d u li n g     Cu rre n S tatu s a n d   F u tu re   C h a ll e n g e s,”   En e rg y   Pro c e d ia v o l/ iss u e 8 7 ,   p p .   1 5 7 - 1 6 4 ,   Ja n .   2 0 1 6 .   [2 9 ]   L .   Dh a n e sh   a n d   P .   M u r u g e sa n ,   No v e A p p ro a c h   in   S c h e d u l in g   o f   th e   Re a l - T i m e   T a sk s   in   He tero g e n e o u M u lt ico re   P r o c e ss o w it h   F u z z y   L o g ic  Tec h n iq u e   f o M icr o g rid   P o w e M a n a g e m e n t,   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   Po we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   ( IJ PE DS ) v o l/ issu e 9 (1 ) ,   p p .     8 0 - 8 8 ,   M a r.   2 0 1 8 .   [3 0 ]   W .   S .   T a n ,   M .   S h a a b a n ,   a n d   M .   P .   A b d u ll a h ,   C h a n c e - Co n stra i n e d   P r o g ra m m in g   f o Da y - A h e a d   S c h e d u li n g   o f   V a riab le  W in d   P o w e Am o n g st  Co n v e n ti o n a l   G e n e ra ti o n   M ix   a n d   En e rg y   S to ra g e ,   IET   Ren e wa b le  Po we Ge n e r a ti o n ,   v o l/ issu e :   1 1 (1 4 ),   p p .   1 7 8 5 - 1 7 9 3 ,   De c .   2 0 1 7 .       NO M E NCLAT UR E     V a r ia b les   ) ( t c p j   :   P r o d u ctio n   co s t o f   t h er m al  u n i in   p er io d   t .   ) ( t c su j   :   Star t - u p   co s t o f   th er m al  u n it   in   p er io d   t .   ) ( t c sd j     :   Sh u t - d o w n   co s t o f   t h er m a l u n i in   p er io d   t .   ) ( t p j   :   MW   o u tp u t o f   t h er m al  u n it  a t p er io d   t .   ) ( t p i   :   MW   o u tp u t o f   h y d r o   u n i at  p er io d   t .   ) ( t y j   :   B in ar y   s tat u s   ( 1 /0 )   o f   th er m al  u n i at  p er io d   t .   ) , ( t j l   :   P o w er   g e n er atio n   at  b lo ck   l   o f   p iece w is l in ea r   f u n ctio n   f o r   u n i j   at  p er io d   t .       ) ( t V g j     :   Gas v o l u m co n s u m p tio n   b y   u n it  j   at  p er io d   t .   ) ( t q i   :   W ater   d is ch ar g o f   h y d r o   u n it  i   at  p er io d   t .   ) ( t i     :   B in ar y   s tat u s   ( 1 /0 )   f o r   h y d r o   u n it  at  p er io d   t .   ) ( t X i     :   R eser v o ir   as s o ciate d   to   h y d r o   u n i at  p er io d   t   ) ( t h i     :   R eser v o ir   h ea d   f o r   h y d r o   u n it  at  p er io d   t .   mi m t q      :   Dis ch ar g o f   h y d r o   u n it  i   at  p er io d   t   f r o m   u p s tr ea m   h y d r o   u n its   m   af ter   tr a v er s al  ti m e   .   ) ( t s i     :   W ater   s p illag o f   t h r eser v o ir   ass o ciate d   w i th   h y d r o   u n it  i   at   p er io d   t .     C o n s ta nt s   ) ( t D   :   De m a n d   at  p er io d   t .   ) ( t SR   :   Sp in n in g   r eser v a m o u n t a t p e r io d   t   ) ( t j      :   Feasib le  r eg io n   f o r   th er m al  u n it  j   at  p er io d   t .   ) ( t i     :   Feasib le  r eg io n   f o r   h y d r o   u n it  at  p er io d   t .   a ,   b ,   c   :   C o ef f icie n ts   o f   q u ad r atic  f u n c t io n .   A   :   C o ef f icie n t o f   p iece w i s lin ea r   f u n ctio n .   m i n j P , m a x j P   :   Min /Ma x   g e n er atio n   o f   u n it  j .   lj F   :   Slo p o f   s eg m e n l   in   p iece w i s f u n ctio n   f o r   u n it  j .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.