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.   8 ,   No .   3 J u n e   201 8 ,   p p .   1 3 5 7 ~ 1 3 7 2   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v8 i 3 . p p 1 3 5 7 - 1372          1357       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   Unit  C o m m i t m en P ro ble m  in  E l ec trical  P o w er  S y ste m :     A Literat ure  R ev i e w       I dris s Ab do u,  M o ha m ed  T k i o ua t   L a b o ra to ry   o f   S tu d y   a n d   Re se a rc h   in   A p p li e d   M a th e m a ti c s ( L ER M A ),   En g in e e rs’ M o h a m m a d ia S c h o o l ,   EM I ,     UMV   Ra b a t ,   M o ro c c o       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r tic le  his to r y:   R ec eiv ed   J an   1 1 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma r   1 3 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ma r   2 7 ,   2 0 1 8     Un it   c o m m it m e n (UC)  is  a   p o p u lar  p r o b lem   in   e lec tri c   p o w e s y ste m   th a a ims   a m in i m izin g   th e   to tal  c o st  o f   p o w e g e n e ra ti o n   in   a   sp e c if ic  p e rio d ,   b y   d e f in in g   a n   a d e q u a te  sc h e d u li n g   o f   th e   g e n e r a ti n g   u n it s.  T h e   UC  so lu ti o n   m u st  r e sp e c m a n y   o p e ra ti o n a c o n stra in ts.   In   t h e   p a st  h a lf   c e n tu ry ,   th e re   w a s   se v e r a re se a r c h e trea ted   th e   UC  p ro b lem .   M a n y   w o rk h a v e   p ro p o se d   n e f o r m u latio n t o   t h e   UC  p ro b lem ,   o t h e rs  h a v e   o f f e r e d   se v e ra l   m e t h o d o l o g ies   a n d   tec h n iq u e to   s o lv e   th e   p r o b l e m .   T h is  p a p e g iv e a   li tera tu re   re v ie w   o UC  p ro b lem ,   it m a th e m a ti c a l   f o r m u latio n ,   m e th o d f o so lv in g   it   a n d   Diff e r e n a p p r o a c h e d e v e lo p e d   f o a d d re ss in g   re n e w a b le  e n e rg y   e ff e c ts  a n d   u n c e rtain ti e s.   K ey w o r d :   Gen er atio n   s c h ed u lin g   Mix ed   in te g er   li n ea r   p r o g r am m i n g   Op ti m izatio n   m e th o d s   Sto ch ast ic  p r o g r a m m in g   Un ce r tai n t y   Un it c o m m i t m e n t   Co p y rig h ©   2 0 1 8   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 c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   I d r is s   A b d ou   L ab o r ato r y   o f   Stu d y   an d   R e s e ar ch   in   A p p lied   Ma th e m atic s   ( L E R M A ) ,   E n g i n ee r s   Mo h a m m ad ia  Sc h o o l,  E MI ,   UM R ab at,   Mo r o cc o .   E m ail:  id r is s . ab d o u 9 2 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     Un it  co m m it m en ( UC )   i s   a m o n g   t h m o s t   i m p o r tan an d   c r itical  p r o b lem s   i n   t h elec t r i ca p o w er   in d u s tr y .   U C   r ef er s   to   th ta s k   o f   f i n d i n g   a n   o p ti m a s c h ed u l an d   p r o d u ctio n   lev el  f o r   p o w er   s y s te m s   ea c h   g en er ati n g   u n it  o v er   g iv e n   ti m p er io d ,   s u b j ec to   g iv en   l o ad   f o r ec ast  an d   s p in n in g   r ese r v co n s tr ai n ts   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h g o al  b eh i n d   UC   p r o b l e m   i s   to   b alan ce   d e m an d   w ith   p r o d u ctio n   w h ile   o p ti m izi n g   r eso u r ce s   a n d   co s ts   [ 3 ] .   I n   f ac t,  th elec tr icit y   m a r k ets  ar f ac i n g   s ev er al  ch a lle n g e s   in   d i f f er e n s ta g es:  g en er atio n ,   tr an s m i s s io n   an d   d is tr ib u tio n .   T h m ai n   p r o b lem s   in   elec tr ical  p o w er   s y s te m s   ar UC ,   v ar iatio n   o f   co n s u m er   d e m an d   i n   elec tr icit y ,   en v ir o n m e n p r o b l e m s   r elate d   to   u s o f   f o s s il  f u e ls ,   in ter m itte n ce   o f   r en e w ab le  s o u r ce s   an d   f ail u r e   o f   s y s te m   co m p o n e n ts .   I n   t h i s   p ap er ,   w f o cu s   o n   r ep r ese n ti n g   liter atu r r ev ie w   o f   U C   p r o b lem .   T h class if icatio n s   o f   U C   p r o b le m   ar d if f er e n t.  W ith   r esp ec to   s ec u r it y ,   U C   is   d i v id ed   in to   th r ee   ca teg o r ies:   tr ad itio n al  U C ,   s e cu r it y - co n s tr ai n ed   UC   ( SC U C )   an d   p r ice - b a s ed   u n it  co m m it m e n ( P B UC )   [ 4 ] .   Fro m   t h m ar k et   o p er atio n s   p er s p ec tiv e,   UC   ca n   b c las s if ied   b y   eit h er   s c h ed u li n g   i n   v er ticall y   i n te g r ated   en v ir o n m e n o r   i n   d er eg u lat ed   en v ir o n m e n t.  C o m p ar ed   to   th tr ea t m e n o f   f u t u r ev e n t s ,   UC   i s   s ep ar ated   in to   d eter m i n is t ic  an d   s to ch a s t ic  UC   [ 5 ] .   R ec en t l y ,   h i g h er   g e n er atio n   f r o m   r e n e w ab le  e n er g y   s o u r ce s   ( R E S)  a n d   m o r e   p r ice  r esp o n s i v d em a n d   p ar ticip atio n   h a v m a d th UC   p r o b le m   h ar d   ch a llen g e,   m ai n l y   d u to   t h u n p r ed ictab ilit y   an d   t h e   h ig h   v ar iab ilit y   o f   R E S.   I b ec a m n ec es s ar y   to   h av e   an   ef f ec tiv e   m et h o d o lo g y   t h at   p r o d u ce s   r o b u s UC   d ec is io n s   a n d   s ec u r es  t h s y s te m   r eliab ilit y   f ac o f   th i n c r ea s in g   r ea l - ti m u n ce r tai n t y   [ 6 ] .   Oth er w is e,   t h e   p r o g r ess   in   r en e w ab le  en er g y   tech n o lo g y   h a s   b ee n   ex tr ao r d in ar y   in   r ec e n y ea r s .   Var io u s   co m p u ter   m o d els  h av b ee n   d ev elo p ed   to   f ac ili tate  th i m p le m e n tat i o n   o f   r e n e w ab le  p o w er   p r o j ec ts   esp ec iall y   f o r   th ch o ice   an d   d esig n   o f   r en e w ab le  en er g y   s o u r ce s .   Am o n g   t h e m ,   HO ME R ,   R E T Scr ee n ,   an d   DE R - C A M.   Fo r   ex a m p le,   HOM E R   ( H y b r id   Op ti m iza tio n   o f   Mu l tip le  E n er g y   R e s o u r c es)  is   s o f t w ar o f   s i m u latio n   an d   o p ti m izatio n   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.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 3 5 7     1372   1358   i n te n d ed   f o r   th s t u d y   o f   m u l ti - s o u r ce s   p o w er   g en er atio n   f ac ilit ies  s u c h   as  P V,   w i n d   en er g y ,   n e t w o r k ,   an d   s to r ag e.   I i s   m ain l y   u ti lized   f o r   th s i m u latio n   o f   co n n ec te d   o r   n o n - co n n ec ted   o f f   g r id s   [ 7 ] .   Fo llo w in g   t h e   d escr ib ed   r esear ch   tr en d ,   th i s   p ap er   aim s   to   r ev i s it  U C   p r o b le m   f o r m u latio n s   ( d eter m i n i s tic  an d   s to ch a s tic)   an d   to   p r o v id g lo b al  r ev ie w   o f   t h r esear ch e s   an d   s tu d ie s   tr ea tin g   U C   p r o b le m   i n cl u d ed   th lates m o d el s   o f   UC   p r o p o s ed   in   t h co n te x o f   h ig h   p en e tr atio n   o f   r en e w ab le  e n er g y .   Se v er al  m et h o d s   an d   tech n iq u es  to   g et  a n   o p ti m al  g en er at io n   s ch ed u lin g   i n   b o th   r eg u lated   a n d   d er eg u lated   p o w er   m ar k et s   h av b ee n   p r o p o s ed .   W ith in   t h i s   f r a m e w o r k ,   w p r o v id s u r v e y   o f   o p ti m izatio n   tech n iq u es  u s ed   to   s o lv t h UC   p r o b lem .     T h p ap er   is   o r g an ized   as  f o l lo w s .   Sectio n   2   p r esen t s   th ev o lu tio n   o f   U C   p r o b lem   o v e r   th p ast   y ea r s .   Sectio n   3   p r o v id es  th class ic  m ix ed   in teg er   lin ea r   f o r m u latio n   o f   UC   p r o b lem .   I n   Sectio n   4   w w il l   f o cu s   o n   th s to ch a s tic  p r o g r am m in g s   ap p licatio n   in   U C   p r o b lem   to   d ea w it h   u n c er tai n t y   in   p o w er   s y s te m .   Sectio n   5   p r o v id es  r e v ie w   o f   m e th o d s   t h at  h a v b ee n   p r o p o s ed   in   th p ast   f e w   d ec ad es  f o r   U C   p r o b lem   o p tim izatio n .   W en d   th p ap e r   w it h   s o m co n clu d i n g   r e m ar k s   i n   Sectio n   6 .       2.   O VE RVI E O F   T H E   UC  P RO B L E M   Un it  co m m it m e n ( UC )   i s   p r o b lem   w id el y   tr ea ted   b y   th r esear ch er s   s i n ce   1 9 4 0 s   [ 8 ] .   Giv e n   th e   en o r m o u s   v o l u m o f   p ap er s   in   t h is   f ield ,   s e v er al  r e v ie w   ar ticles  h av b ee n   p r esen ted .   Div er s   o p ti m izatio n   m et h o d s   f o r   s o lv i n g   U C   p r o b le m   ar o u tlin ed .   I also   p o in ts   o u U C s   d if f er en co n s id er atio n s   i n   b o th   r eg u lated   a n d   d er eg u lated   en v ir o n m e n t s .   L atel y ,   w it h   an   i n cr ea s ed   i n co r p o r atio n   o f   R E a n d   t h e   i m p le m en ta tio n   o f   e n er g y   s t o r ag d ev ices,   p o w er   s y s te m s   o p er atio n   s tr ate g ies   h a v k n o w n   s ig n i f ica n t   m o d i f icat io n s   [ 5 ] .   So m ar ticl es  s u c h   as   [ 3 ]   h a v g i v en   r e v ie w   o f   r ec e n ap p r o ac h es  to   UC   p r o b le m   i n   th e   p r esen ce   o f   in ter m i tten R E S.  Fig u r 1   g i v es a n   o v er v ie w   o f   th ev o l u tio n   o f   th p r o b le m   s in ce   its   ap p ea r an ce   u n t il  n o w .   I n   t h s a m co n te x t,  T a b le  1   ( ap p en d ix )   p r o v id es  d etailed   r ev ie w   o f   t h h is t o r y   o f   U C   p r o b lem   th r o u g h   ti m b y   r ep r esen tin g   t h r e m ar k ab le  p u b lica tio n s .           Fig u r 1 Su m m ar y   o f   U C   p r o b le m s   ev o l u tio n   t h r o u g h   ti m e       I n   g e n er al,   UC   is   NP - h ar d   o p tim izatio n   p r o b le m   [ 9 ] ,   wh er th S y s te m   o p er ato r   ( SO)   ai m s   at  m i n i m izi n g   th e   to tal  p r o d u ct io n   co s t   o v er   t h s ch ed u li n g   h o r izo n .   I n   g en er al,   th e   to t al  p r o d u ctio n   co s t   co m p r is e s   f u el  co s ts ,   w h ic h   ar r elate d   to   o p er atio n   o f   th er m al  u n it s ,   s tar t - u p   co s ts ,   an d   s h u td o w n   co s ts .   A s   a   r esu lt,  th U C   p r o b lem   h a s   b ee n   tr ad itio n all y   s o l v ed   in   p o w er   s y s te m s   to   d eter m i n e   th b est  p o s s ib le  co m m i t m e n t   s tat u s ,   th e   s tar t - u p /s h u td o w n   s eq u e n ce s ,   a n d   t h p o w er   o u tp u ts   f o r   al a v aila b le  u n its ,   s u b j ec to   v ar io u s   co n s tr ai n ts   [ 1 0 ] .   Usu all y ,   th er ar th r ee   t y p e s   o f   g e n er ati n g   u n i ts   i n   elec tr ical  p o w e r   s y s te m s :     th er m a l u n its   ( i n cl u d n u clea r   u n i ts ) ,   h y d r o   u n it s ,   an d   R E S u n its .     I n   th i s   s e n s e,   t h UC   o p ti m iza tio n   p r o b lem   h as t h f o llo w i n g   f o r m   [ 6 ] :     T o tal  p r o d u ctio n   co s ts   F u el  co s t +   Star t - u p   co s t +   Sh u td o w n   co s t+  Ma i n te n an ce   co s t     T o   b m i n i m ize d.   O th er   co s t s   s u ch   as  n o - lo ad   s er v ed   co s a n d   i n v e s t m en t   co s ca n   b ad d in g   to   U C   p r o b lem   f o r m u latio n .   T h i s   m in i m izat i o n   d ep en d s   o n   m an y   co n s tr a in ts   r ela ted   to   o p er atio n   o f   g en er atin g   u n its   a n d   s y s te m   p o w er   eq u ilib r iu m   ( p r esen ted   i n Sectio n   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 - 870 8       Un it C o mmitmen t P r o b lem  in   E lectrica l P o w er S ystem:   A   Li tera tu r R ev iew   ( I d r is s A b d o u )   1359   T ab le  1 .   UC   Pr o b lem   De v elo p m en t ,   f r o m   1 9 4 0   to   2 0 1 7     Y e a r     Ty p e   o f   p r o b l e m     G e n e r a l   i d e a     R e f e r e n c e s   1 9 4 0 s     F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m   A p p e a r a n c e   o f   U C   p r o b l e m i n   e l e c t r i c a l   e n e r g y   s y st e ms .   [ 8 ]     1 9 5 9       S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     A n   a l g o r i t h c a l l e d   P L   ( p r i o r i t y   l i st )   sch e m e   w a p r o p o se d ,   i n   w h i c h   g e n e r a t i n g   u n i t s   st a t u s w e r e   d e c i d e d   a c c o r d i n g   t o   t h e i r   a v e r a g e   p r o d u c t i o n   c o st s.       [ 1 1 ]   1 9 6 2     F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m   T h e   f i r st   M I P   f o r mu l a t i o n   f o r   U C   p r o b l e w a p r o p o s e d   b y   t h e   a u t h o r s,  i n   w h i c h   t h r e e   b i n a r y   v a r i a b l e a r e   u se d   t o   r e p r e se n t   t h e   u n i t   s t a t u se ( O N / O F F ,   s t a r t - u p   a n d   sh u t d o w n ) .   T h e   mo d e l   i s k n o w n   a s t h e   3 - b i n   f o r mu l a t i o n .     [ 1 2 ]   1 9 6 6       S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m   T h e   U C   p r o b l e m   h a b e e n   so l v e d   b y   e n u me r a t i n g   a l l   p o ssi b l e   c o mb i n a t i o n o f   t h e   g e n e r a t i n g   u n i t a n d   t h e n   t h e   c o m b i n a t i o n t h a t   p r o d u c e   t h e   mi n i m i z e d   c o st   a r e   c h o se n   a s t h e   o p t i m a l   so l u t i o n .     [ 1 3 ]   1 9 7 5     S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m   T h e   a u t h o r s u t i l i z e d   P r i o r i t y   l i st i n g   m e t h o d   t o   h a n d l e   U C   p r o b l e m.     [ 1 4 ]   1 9 7 7       S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m   S t o c h a st i c   p r o g r a mm i n g   t o   so l v e   U C   p r o b l e m   F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m   A n   a p p l i c a t i o n   o f   L a g r a n g i a n   r e l a x a t i o n   t o   s c h e d u l i n g   i n   p o w e r   sy st e ms.     T h e   f i r st   e ssa y   o f   a p p l y i n g   S t o c h a st i c   p r o g r a mm i n g   t o   so l v e   U C   p r o b l e w i t h   u n c e r t a i n t i e s.     T h e   p r o d u c t i o n   ( f u e l )   c o st   i n   t h e   o b j e c t i v e   f u n c t i o n   w a s   mo d e l e d   b y   a   se t   o f   p i e c e w i se  b l o c k i n s t e a d   o f   q u a d r a t i c   r e p r e se n t a t i o n .     [ 1 5 ]     [ 1 6 ]       [ 1 7 ]   1 9 7 8       1 9 8 0 s               1 9 8 2 - 1 9 8 3     1 9 8 4               1 9 8 5       S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     En v i r o n me n t   o f   U C         S C U C   p r o b l e m       S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m             S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     M i x e d   I n t e g e r   L i n e a r   p r o g r a mm i n g   ( M I L P )   w a a p p l i e d   t o   f o r mu l a t e   a n d   so l v e   t h e   U C   p r o b l e m fo r   t h e   f i r st   t i me .     T h e   e l e c t r i c a l   e n e r g y   s y st e ms  a r o u n d   t h e   w o r l d   h a k n o w n   i mp o r t a n t   t r a n s f o r mat i o n i n   d i f f e r e n t   sca l e s,  f r o m g e n e r a t i o n   o f   e l e c t r i c i t y   u n t i l   c o n s u mi n g   i t   b y   c u s t o me r .     S C U C   f o r mu l a t i o n i n c l u d i n g   a d d i t i o n a l   c o n s t r a i n t l i k e   e mi ssi o n ,   f u e l ,   a n d   t r a n s mi ss i o n   C o n s t r a i n t h a v e   b e e n   d e v e l o p e d .     B r a n c h - a n d - B o u n d   me t h o d   i s   u se d   f o r   so l v i n g   U C   p r o b l e m.       A   n e w   a p p r o a c h   t o   sc h e d u l i n g   o f   g e n e r a t i o n   u si n g   D y n a mi c   a n d   L i n e a r   p r o g r a mm i n g .     T h e   L a mb d a   i t e r a t i o n   me t h o d   a n d   t h e   g r a d i e n t   me t h o d   a r e   p o p u l a r l y   u se d   f o r   i mp l e me n t i n g   t h e   d i s p a t c h   f o r   sy st e m s c o mp r i si n g   t h e r mal   u n i t s.     A   h y b r i d   me t h o d   c o mp r i se D e c o mp o si t i o n   a n d   D y n a mi c   p r o g r a mm i n g   w a p r o p o se d   f o r   U C   p r o b l e m so l u t i o n .     [ 1 8 ]       [ 1 9 ]         [ 5 ]       [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ]       [ 2 2 ]       [ 2 3 ]         [ 2 4 ]   1 9 8 7       1 9 8 8       1 9 9 0 s           1 9 9 0           1 9 9 1 - 1 9 9 2             S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     En v i r o n me n t   o f   U C           S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m         S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m             D y n a mi c   p r o g r a mm i n g   w a a mo n g   t h e   f i r st   o p t i mi z a t i o n   me t h o d t h e   so l v e   U C   p r o b l e m a n d   h a s   b e e n   u se d   e x t e n si v e l y   e v e r   si n c e .     A n   Ex p e r t   sy st e m - b a se d   c o n s u l t a n t   t o   a ss i st   t h e   p o w e r   s y st e o p e r a t o r i n   t h e   p l a n n i n g   o f   t h e   o p e r a t i o n   o f   g e n e r a t i n g   u n i t s   h a b e e n   p r o p o se d .     T h e   e l e c t r i c i t y   b u si n e ss  i r a p i d l y   b e c o mi n g   m a r k e t - d r i v e n .   I t   h a mo v e d   f r o a   v e r t i c a l l y   i n t e g r a t e d   e n v i r o n me n t   t o   o n e   t h a t   h a b e e n   h o r i z o n t a l l y   i n t e g r a t e d   i n t o   w h i c h   t h e   g e n e r a t i o n ,   t r a n sm i ssi o n ,   a n d   d i st r i b u t i o n   a r e   se p a r a t e d .     M a n y   w o r k s h a v e   c h o se n   L a g r a n g i a n   r e l a x a t i o n   a p p r o a c h   f o r   so l v i n g   U C   p r o b l e m.     F u z z y   s y st e m me t h o d   i s   u se d   t o   so l v e   U C   p r o b l e m.     Ex p e r t   sy st e m - b a se d   a p p r o a c h   t o   s h o r t - t e r U C   p r o b l e m,  w h i c h   i d e st i n e d   t o   d e a l   w i t h   l a r g e   g e n e r a t i o n   sc h e d u l e s i n   r e a l   t i me .     N e w   f u z z y   d y n a mi c   me t h o d   w a s p r e se n t e d   f o r   U C   p r o b l e m so l u t i o n .     A   so l u t i o n   o f   U C   p r o b l e m b y   A r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k s i s g i v e n .     A   r i g o r o u s fo r mu l a t i o n   w a s p r o p o se d   t o   ma n a g e   t h e   r a mp   r a t e   l i m i t s   i n   U C   p r o b l e m.     [ 2 5 ]       [ 2 6 ]       [ 2 7 ]           [ 1 9 ]       [ 2 8 ]     [ 1 9 ]       [ 2 9 ]     [ 3 0 ]     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.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 3 5 7     1372   1360   1 9 9 4             1 9 9 5         1 9 9 6                       1 9 9 7       1 9 9 8             1 9 9 9                         2 0 0 0 s               2 0 0 0     F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m     S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     S C U C   p r o b l e m         S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m       F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m     S t o c h a st i c   p r o g r a mm i n g   t o   so l v e   U C   p r o b l e m     S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m               S C U C   p r o b l e m                   S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     S C U C   w i t h   u n c e r t a i n t i e s     I n t e g r a t i o n   o f   R ES   i n   t h e   p o w e r   sy st e m       F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m     A   h y d r o t h e r mal   sch e d u l i n g   a l g o r i t h m   w a p r o p o se d   t o   d e a l   w i t h   U C   p r o b l e i n   sh o r t   h o r i z o n .     P r o p o si t i o n   o f   r i g o r o u me t h o d   t o   d e a l   w i t h   se c u r i t y   c o n st r a i n t i n   U C   p r o b l e m.  T h e   r e su l t sh o w   t h a t   t h i me t h o d   p r o v i d e b e t t e r   a n d   f a st e r   so l u t i o n t h a n   i f   se c u r i t y   c o n st r a i n t a r e   c o n s i d e r e d   r e t r o a c t i v e l y .     F i r st   U C   so l u t i o n u si n g   T a b u   se a r c h   a n d   G e n e t i c   a l g o r i t h ms.     Ev o l u t i o n a r y   p r o g r a mm i n g   a p p r o a c h   t o   so l v e   t h e   U C   p r o b l e m.     T h e   p r o d u c t i o n   c o st   i mo d e l e d   a a   p i e c e w i se - l i n e a r   f u n c t i o n   t o   f a c i l i t a t e   t h e   c a l c u l a t i o n   o f   g l o b a l   o p e r a t i n g   c o st .     A   st o c h a st i c   a p p r o a c h   f o r   U C   p r o b l e t h a t   d e v e l o p a   mo d e l   a n d   a   so l u t i o n   t e c h n i q u f o r   t h e   p r o b l e m o f   g e n e r a t i n g   e l e c t r i c   p o w e r   w h e n   d e man d s a r e   n o t   c e r t a i n .     A p p l i c a t i o n   o f   t h e   P a r t i c l e   sw a r a l g o r i t h u s i n g   b i n a r y   v a r i a b l e i p r o p o se d   t o   so l v e   U C   p r o b l e m.     A n   e f f i c i e n t   a l g o r i t h b a se d   o n   B e n d e r d e c o mp o si t i o n   t e c h n i q u e   h a b e e n   p r e s e n t e d   t o   a d d r e ss t r a n sm i ssi o n - c o n s t r a i n e d   U C   p r o b l e m.     A   S i mu l a t e d   a n n e a l i n g   a l g o r i t h f o r   U C   p r o b l e m   w a p r e s e n t e d .   N e w   r u l e s   f o r   r a n d o ml y   g e n e r a t i n g   f e a si b l e   so l u t i o n s a r e   a l so   p r o p o se d .     T h e   a u t h o r p r e se n t e d   S C U C   p r o g r a t h a t   o p t i mi z e t h e   p r o g r a mm e d   g e n e r a t i o n   a n d   p r i c e - se n si t i v e   l o a d   w h i l e   sat i sf y i n g   g e n e r a t i o n ,   r e se r v e   r e q u i r e me n t s,  t r a n sm i ssi o n   c o n st r a i n t s,   a n d   g e n e r a t o r   o p e r a t i n g   c o n st r a i n t s.     T r a n smissi o n   se c u r i t y   a n d   v o l t a g e   c o n st r a i n t a r e   i n c o r p o r a t e d   i n   U C   p r o b l e f o r mu l a t i o n   f o r   a n   o p t i m a l   p o w e r   f l o w .   T h e   p r o b l e i so l v e d   b y   a p p l y i n g   B e n d e r d e c o mp o si t i o n   t e c h n i q u e .     T h e   I n t e r i o r   p o i n t   me t h o d   w a p r o p o se d   t o   so l v e   sch e d u l i n g   p r o b l e ms  i n   p o w e r   sy st e m.     S C U C   w i t h   u n c e r t a i n t i e s i s   w i d e l y   b e i n g   a   s u b j e c t   o f   r e se a r c h   b y   t h e   a u t h o r s.     T h e   b a r r i e r t o   R ES  p e n e t r a t i o n   i n   p o w e r   s y st e w a d i s c u sse d .   S e v e r a l   w o r k t r e a t   t h e   I n t e g r a t i o n   o f   r e n e w a b l e   e n e r g y   i n   t h e   p o w e r   s y st e m a n d   i t i m p a c t .     T h e   a u t h o r p r o p o se d   a n   e x t e n si o n   o f   T h e   M I L P   f o r mu l a t i o n   t o   mo d e l   t h e   se l f - sch e d u l i n g   p r o b l e m fac e d   b y   a   s i n g l e   g e n e r a t i n g   u n i t   i n   a n   e l e c t r i c i t y   mark e t .     [ 3 1 ]       [ 3 2 ]       [ 3 3 ]         [ 3 4 ]     [ 3 5 ]     [ 3 6 ]       [ 3 7 ]         [ 3 8 ]       [ 3 9 ]       [ 4 0 ]       [ 4 1 ]           [ 4 2 ]       [ 4 3 ]       [ 5 ]       [ 4 4 ]         [ 4 5 ]         2 0 0 1 - 2 0 0 2       2 0 0 3     2 0 0 4             2 0 0 5                   S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m   S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m   S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m   F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m       S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m   S C U C   p r o b l e m         F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m     A   M I L P   f o r mu l a t i o n   f o r   t h e   st a i r   w i se   st a r t - u p   c o s t   w a s p r o p o se d .     S o l v i n g   U C   p r o b l e m u s i n g   A n t   c o l o n y   s e a r c h   a l g o r i t h m.     A   so l u t i o n   o f   U C   p r o b l e m i s g i v e n   b y   mu l t i - a g e n t   mo d e l i n g .     H y b r i d   p a r t i c l e   sw a r m me t h o d   w a s p r o p o se d   t o   d e a l   w i t h   U C   p r o b l e m.     P r o p o si t i o n   o f   a   d e t a i l e d   p r o c e d u r e   t o   f o r mu l a t e   t h e   U C   p r o b l e i n   M I LP  man n e r s.  T h e   r e su l t f o u n d e d   sh o w   t h a t   t h e   p r o p o se d   a p p r o a c h   c a n   g e n e r a t e   a   n e a r   o p t i m a l   so l u t i o n   o f   t h e   U C   p r o b l e m.     A   so l u t i o n   t o   P B U C   p r o b l e m i s g i v e n   b y   u si n g   mu l t i - a g e n t   mo d e l i n g .     P r o p o si t i o n   o f   a n   e f f i c i e n t   S C U C   a p p r o a c h   w i t h   a l t e r n a t i v e   c u r r e n t   c o n s t r a i n t t h a t   o b t a i n s   t h e   mi n i mu m   o p e r a t i n g   c o st   w h i l e   mai n t a i n i n g   t h e   se c u r i t y   o f   p o w e r   s y st e ms.      F o r mu l a t i o n   o f   t h e   P B U C   p r o b l e b a se d   o n   M I P   m e t h o d .   T h e   P B U C   M I P   s o l u t i o n   w a s c o mp a r e d   w i t h   t h a t   o f   L a g r a n g i a n   r e l a x a t i o n   me t h o d .     T h e   f i r st   1 - b i n   U C   f o r mu l a t i o n   w a p r e se n t e d .   T h e   n e w   f o r mu l a t i o n   e l i mi n a t e t w o   [ 4 6 ]     [ 4 7 ] ,   [ 4 8 ]     [ 4 9 ]     [ 5 0 ]     [ 5 1 ]         [ 5 2 ]     [ 5 3 ]         [ 5 4 ]       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 - 870 8       Un it C o mmitmen t P r o b lem  in   E lectrica l P o w er S ystem:   A   Li tera tu r R ev iew   ( I d r is s A b d o u )   1361   2 0 0 6       2 0 0 7           2 0 0 8                     2 0 0 9                                   2 0 1 0                 2 0 1 1                 2 0 1 2               2 0 1 3                                 F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m     I n t e g r a t i o n   o f   R ES   i n   t h e   p o w e r   sy st e m   S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     I n t e g r a t i o n   o f   R ES   i n   t h e   p o w e r   sy st e m       S t o c h a st i c   p r o g r a mm i n g   t o   so l v e   U C   p r o b l e m   S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m     I n t e g r a t i o n   o f   R ES   i n   t h e   p o w e r   sy st e m                   U n c e r t a i n t y   U C         U n c e r t a i n t y   U C       S t o c h a st i c   p r o g r a mm i n g   t o   so l v e   U C   p r o b l e m       I n t e g r a t i o n   o f   R ES   i n   t h e   p o w e r   sy st e m     U n c e r t a i n t y   U C           F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m     S t o c h a st i c   p r o g r a mm i n g   t o   so l v e   U C   p r o b l e m     F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m                   S t o c h a st i c   p r o g r a mm i n g   t o   se t s o f   b i n a r y   v a r i a b l e s fr o m t h e   3 - b i n   mo d e l .     M a n y   w o r k s h a v e   st u d i e d   t h e   R ES  i m p a c t   o n   f u t u r e   p o w e r   sy st e m.     T h e   a u t h o r c o m p a r e d   a n   A d v a n c e d   P r i o r i t y   L i st i n g   me t h o d   w i t h   a   M I LP  a p p r o a c h   f o r   so l v i n g   t h e   U C   p r o b l e m.     N e w   f o r mu l a t i o n   o f   s h o r t - t e r e l e c t r i c i t y   mark e t   c o m p e n sa t i o n   w i t h   st o c h a s t i c   se c u r i t y ,   t a k i n g   i n t o   a c c o u n t   t h e   u n d i st r i b u t e d   a n d   v a r i a b l e   so u r c e o f   w i n d   g e n e r a t i o n .     A p p l i c a t i o n   o f   st o c h a s t i c   me t h o d i n   e l e c t r i c i t y   mark e t t o   e n su r e   r e l i a b l e   p o w e r   sy st e m o p e r a t i o n s.     A   n e w   h y b r i d   me t a - h e u r i s t i c   me t h o d   h a s   b e e n   p r o p o se d   t o   d e a l   w i t h   U C   p r o b l e m,  i n c l u d i n g   T a b u   se a r c h   a n d   Ev o l u t i o n a r y   p a r t i c l e   sw a r m o p t i m i z a t i o n .   A   p r o p o sal   f o r   a   n e w   w a y   t o   c o n st r u c t   a p p r o x i m a t e   M I L P   f o r mu l a t i o n f o r   t h e   h y d r o t h e r mal   U C   p r o b l e m.     Tw o   U C   me t h o d h a v e   b e e n   p r o p o s e d   t o   a d d r e ss  t h e   v a r i a b i l i t y   a n d   i r r e g u l a r i t y   o f   w i n d   e n e r g y .   M a n y   sce n a r i o i n   t h e   U C   st o c h a s t i c   a p p r o a c h   c a p t u r e   t h e   u n c e r t a i n t y   o f   w i n d   e n e r g y ,   w h i l e   a   p r e d i c t i v e   v a l u e   o f   w i n d   e n e r g y   p r o d u c t i o n   w a u se d   i n   t h e   d e t e r mi n i st i c   c a se .     T h e   a u t h o r p r o p o se d   a   me t h o d o l o g y   f o r   d e t e r mi n i n g   t h e   r e q u i r e d   l e v e l   o f   sp i n n i n g   a n d   n o n - s p i n n i n g   r e se r v e i n   a n   e l e c t r i c a l   s y st e w i t h   a   st r o n g   p e n e t r a t i o n   o f   w i n d   e n e r g y .     T h e   c o mp a r i so n   b e t w e e n   st o c h a st i c   a n d   r e se r v e   me t h o d w a p r o p o se d   a n d   t h e n ,   t h e   a u t h o r s e v a l u a t e d   t h e   a d v a n t a g e s o f   a   c o mb i n e d   a p p r o a c h   t o   t h e   e f f e c t i v e   man a g e me n t   of   d i st u r b a n c e s i n   t h e   U C   p r o b l e m.     N u me r o u st o c h a s t i c   p r o g r a mm i n g   mo d e l f o r   o p t i mal   d e c i si o n   m a k i n g   u n d e r   u n c e r t a i n t y   i n   p o w e r   s y st e ms h a v e   b e e n   p r o p o se d .     T h e   a u t h o r e x a mi n e d   t w o   mo d e l i n g   a p p r o a c h e f o r   r e d u c i n g   t h e   c o m p u t a t i o n a l   c o s t   o f   st o c h a s t i c   U C :   r e l a x a t i o n   o f   t h e   i n t e g r i t y   c o n st r a i n t   o f   f a st   s t a r t - u n i t a n d   mo d e l i n g   o f   g e n e r a t i o n   f a i l u r e s a s l o a d   i n c r e me n t s .     I n c o r p o r a t i o n   o f   P V   a n d   w i n d   u n i t i n   p o w e r   s y st e ms  h a b e e n   st u d i e d   a n d   a   r i sk - c o n st r a i n e d   so l u t i o n   t o   t h i p r o b l e m w a s g i v e n .     T h e   h a r d n e s o f   w i n d   p o w e r   f o r e c a st i n g   ( W P F )   i n   U C   p r o b l e w a d i scu sse d .   I n   d e t e r mi n i st i c   a p p r o a c h e s,  a   f o r e c a st   v a l u e   o f   w i n d   g e n e r a t i o n   i s i n d i c a t e d .   I n   c o n t r a r y ,   a   n u m b e r   o f   sce n a r i o c a p t u r e s W P F   u n c e r t a i n t y   i n   t h e   st o c h a st i c   U C .     T i g h t   M I L P   f o r mu l a t i o n   f o r   t h e   U C   p r o b l e m u si n g   3   b i n a r y   v a r i a b l e s w a s p r o p o se d .     R e p r e se n t a t i o n   o f   U C   p r o b l e w i t h   u n c e r t a i n   g e n e r a t i o n   f r o w i n d   u n i t i g i v e n .   T h e   p r o b l e h a b e e n   f o r mu l a t e d   a a   c h a n c e - c o n s t r a i n e d   t w o - st a g e   st o c h a s t i c   p r o g r a m.     S t a r t - u p   a n d   sh u t d o w n   p o w e r   t r a j e c t o r i e o f   t h e r mal   g e n e r a t o r w a f o r mu l a t e d   u si n g   M I L P .     A   t i g h t   a n d   c o mp a c t   M I L P   f o r mu l a t i o n   o f   d e t e r mi n i s t i c   U C   p r o b l e m w a s p r o p o se d .       T h e   a u t h o r p r e se n t e d   a   c o mp l e t e   q u a d r a t i c   p r o g r a mm i n g   f o r mu l a t i o n   o f   t h e   t h e r mal   U C   p r o b l e m a s w e l l   a s a   n e w   i t e r a t i v e   o p t i mi z a t i o n   a l g o r i t h m   f o r   i t s   so l u t i o n .     A   st u d y   o f   st o c h a st i c   U C   p r o b l e w i t h   u n c e r t a i n   d e ma n d   r e sp o n se   t o   i n c r e a se   t h e   r e l i a b i l i t y   o f   U C   p r o c e ss fo r   I S O s.     M u l t i - a g e n t   mo d e l i n g   i u se d   f o r   si m u l a t i n g   a n d   so l v i n g   p r o f i t   b a se d   U C   p r o b l e m.     T h e   a u t h o r p r o v i d e d   a   U C - b a se d   m a r k e t   c l e a r i n g   f o r mu l a t i o n ,   c l e a r l y   d i st i n g u i s h i n g   b e t w e e n   p o w e r   a n d   e n e r g y .   T h e   mo d e l   w a s fo r mu l a t e d   a M I P   p r o b l e m.     T h e   i mp a c t o f   i n t e r mi t t e n t   R ES  o n   t h e   l a r g e - sca l e   p o w e r   s y st e w a q u a n t i f i e d .   M o r e o v e r ,   a   d i scu ss i o n   o n   h o w   t o   m o d e l   R ES  e f f e c t o n   a   l o w - c a r b o n   p o w e r   s y st e m   w a s p r e se n t e d .     T h e   r e se a r c h e r p r o v i d e d   v a r i o u me t h o d o l o g i e a n d   so f t w a r e   t o o l d e v e l o p e d   f o r   o p t i m a l   sh o r t - t e r sch e d u l i n g   c o n s i d e r i n g   t h e   s t o c h a st i c   n a t u r e   o f   t h e   v a r i o u sy st e m   [ 1 0 ]       [ 5 5 ]     [ 5 6 ]       [ 5 7 ]         [ 5 8 ]       [ 5 9 ]       [ 6 0 ]       [ 6 1 ]             [ 6 2 ]         [ 6 3 ]         [ 6 4 ]       [ 6 5 ]           [ 6 6 ]       [ 6 7 ]           [ 6 8 ]       [ 6 9 ]         [ 7 0 ]       [ 7 1 ]       [ 7 2 ]         [ 7 3 ]       [ 7 4 ]       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.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 3 5 7     1372   1362   2 0 1 4                 2 0 1 5 - 2 0 1 6                                     so l v e   U C   p r o b l e m   S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m       I n t e g r a t i o n   o f   R ES   i n   t h e   p o w e r   sy st e m       I n t e g r a t i o n   o f   R ES   i n   t h e   p o w e r   sy st e m             U n c e r t a i n t y   U C       S t o c h a st i c   p r o g r a mm i n g   t o   so l v e   U C   p r o b l e m     S C U C   w i t h   u n c e r t a i n t i e s         a n d   u n i t   p a r a me t e r s,  s u c h   a s   t h e   s y st e m l o a d ,   R ES  p r o d u c t i o n ,   a n d   u n i t   a v a i l a b i l i t y .     T h e   r e se a r c h e r s a d d r e sse d   t h e   p r o b l e m o f   d e c i si o n   m a k i n g   i n   o p e r a t i o n   p o w e r   s y st e ms   w i t h   a   si g n i f i c a n t   p e n e t r a t i o n   o f   w i n d   p o w e r .     T r a n smissi o n - c o n s t r a i n e d   U C   f o r mu l a t i o n   t h a t   a me l i o r a t e t h e   p e r f o r man c e   o f   t h e   i n t e r v a l   U C   w a s p r o p o se d .     I n   t h e   c o n t e x t   o f   d a y - a h e a d   a n d   i n t r a - d a y   U C   u n d e r   w i n d   u n c e r t a i n t y ,   a   c o mp a r i so n   b e t w e e n   t w o - st a g e   a n d   mu l t i - st a g e   st o c h a st i c   mo d e l s w a s su g g e st e d .       M a n y   w o r k r e v i e w   t h e   st a t e - of - t h e - a r t   o f   so l u t i o n   me t h o d o l o g i e f o r   a   d e t e r mi n i st i c   S C U C   a n d   e x t e n d   t h e   r e su l t t o   t h e   so l u t i o n   o f   st o c h a s t i c   S C U C   f o r   e f f e c t i v e l y   man a g i n g   u n c e r t a i n t i e a n d   e n h a n c i n g   t h e   r e l i a b i l i t y   o f   p o w e r   s y st e m o p e r a t i o n s.   [ 7 5 ]         [ 7 6 ]         [ 6 ]           [ 2 ]     [ 7 7 ]       [ 7 8 ]         [ 2 7 ]       2 0 1 7     F o r mu l a t i o n   o f   U C   p r o b l e m     I n t e g r a t i o n   o f   R ES   i n   t h e   p o w e r   sy st em           S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     S o l u t i o n   t o   U C   p r o b l e m     A   n o v e l   t w o - b i n a r y - v a r i a b l e   ( 2 b i n )   M I P   f o r mu l a t i o n   f o r   t h e   U C   p r o b l e m i p r o p o se d .     T h e   e n e r g y - w a t e r   n e x u l i t e r a t u r e   h a s   sh o w n   t h a t   t h e   e l e c t r i c i t y   &   w a t e r   i n f r a st r u c t u r e   t h a t   a l l o w s   t h e   p r o d u c t i o n ,   d i st r i b u t i o n ,   a n d   c o n s u m p t i o n   o f   t h e se   t w o   v a l u a b l e   p r o d u c t i c o mp l i c a t e d .   T h e   p r o p o se d   p a p e r   b u i l d u p o n   t h i f o u n d a t i o n   w i t h   t h e   d e v e l o p me n t   o f   t h e   c o r r e sp o n d i n g   U C   p r o b l e m.     T h e   a u t h o r p r o p o se d   a   so l u t i o n   o f   U C   p r o b l e b a se d   o n   A n t   l i o n   o p t i mi z e r   i n   t h e   c a se s o f   c o n v e n t i o n a l   U C   a n d   sm a r t   g r i d .     G r e y   w o l f   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h i u se d   t o   so l v e   t h e   w i n d   g e n e r a t o r   i n t e g r a t e d   U C   p r o b l e m.    [ 7 9 ]       [ 8 0 ]             [ 8 1 ]       [ 8 2 ]       3.   UC  P RO B L E M   F O R M UL AT I O N   Ma th e m atica ll y ,   U C   p r o b le m   h as b ee n   f o r m u lated   a s   n o n - co n v e x ,   lar g e - s ca le,   n o n - li n ea r ,   an d   MI P   co m b i n ato r ial  o p ti m izatio n   p r o b lem   w it h   co n s tr ai n ts   [ 1 0 ] ,   [ 5 1 ] ,   [ 6 6 ] .   T h n o n - co n v ex it y   i s   ca u s ed   b y   t h b in ar y   n at u r o f   UC   d ec is io n   ( ON/OF F ) .   No n - li n ea r it y   h ap p en s   d u to   n o n - li n ea r   g en er at io n   co s cu r v e s   an d   n o n - li n e ar   tr an s m is s io n   co n s t r ain ts .   T h e x is te n ce   o f   co m b in at io n   o f   t h b in ar y   a n d   n o n - li n ea r   v ar iab les   r eq u ir es  th p r o b lem   to   b f o r m u lated   as  MI P   p r o b lem   [ 7 2 ] .   T h m at h e m atica f o r m u la tio n   f o r   th p r o b le m   is   an al y ticall y   d escr ib ed   in   t h e   f o llo w in g   p ar ag r ap hs     3 . 1 .   Det er m i nis t ic  f o r m ula t io n o f   u nit  c o mm it m ent   p ro b le m       T h d eter m i n is t ic  f o r m u lat io n   o f   t h UC   p r o b le m s   ca n   b co n s id er ed   as  s p ec ial  ca s o f   t h e   r esp ec tiv s to c h asti c   f o r m u lat io n ,   w h er o n l y   s in g le  s ce n a r io   co m p r is i n g   th f o r ec ast  v a lu es  o f   t h r an d o m   u n i an d   s y s te m   p ar a m eter s   i s   co n s id er ed   [ 6 ] .   T h MI L P   ap p r o ac h   h as  b ee n   p r o p o s ed   s in ce   t h 1 9 7 0 s   as  p r ac ticab le  an d   ef f icie n alter n ati v m eth o d o lo g y   f o r   s o l v i n g   v ar io u s   o p ti m izatio n   p r o b lem s   r elate d   to   s h o r t - ter m   o p er atio n   o f   elec tr ical  s y s t e m s ,   in   p ar ticu lar   U C   p r o b le m   [ 8 ] .   I n   f ac t,  m o s r esear ch e s   in   th is   f ield   h a v e   r ec o g n ized   th a cr itical  d ec is io n s   as s o ciate d   w it h   t h o p er atio n   o f   t h p o w er   s y s te m   ca n   b ef f ec ti v el y   r ep r esen ted   b y   i n teg er   ( b in ar y   in   g e n er al)   v ar iab les  an d ,   th e r ef o r e,   clas s ical  lin ea r   p r o g r am m in g   ap p r o ac h es   ar n o ab le  to   clea r ly   m o d el  an d   s o lv s u c h   co m p lica ted   p r o b lem s .   I n   MI L P   f o r m u latio n s ,   t h co m m it m e n 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 - 870 8       Un it C o mmitmen t P r o b lem  in   E lectrica l P o w er S ystem:   A   Li tera tu r R ev iew   ( I d r is s A b d o u )   1363   d ec is io n s   i n d icati n g   t h ON / OFF  s tatu s   o f   th e   g e n er ati n g   u n i ts   i n   v ar io u s   o p er atin g   p h a s es  ( o f f li n e,   s tar t - u p ,   d is p a tch ,   an d   s h u td o w n )   ar m o d eled   u s i n g   b in ar y   v ar iab l es,  w h ile  t h p o w er   o u tp u t,  r eser v co n tr ib u tio n ,   an d   f lo w   d ec is io n s   ar r ep r esen ted   u s in g   co n ti n u o u s   v ar iab le s   [ 8 ] .     3 . 1 . 1 .   M ix ed  i nte g er   l inea p ro g ra mm i ng   f o r m ula t io n   T h MI L P   f o r m u latio n   r ev i s it ed   in   t h is   p ap er   is   b ased   o n   s in g le  b i n ar y   v ar iab le  to   d escr ib th U C   s tatu s   an d   th co r r esp o n d in g   h o u r l y   tr an s itio n   o f   g e n er at in g   u n its .   A lter n ati v el y ,   th r ee - b in ar y - v ar iab le  f o r m u latio n ,   co n s id er in g   U C   s tat u s   a n d   s tar t - u p /s h u td o w n   in d icato r s   h as   b ee n   p r o p o s ed   in   s ev er al  w o r k s   [ 6 8 ] ,   [ 7 1 ] .   T h MI L P   d eter m i n is tic  U C   p r o b lem   ca n   b f o r m u lated   as  [ 1 9 ] ,   [ 2 7 ] :     M ini m ize  o pera t io na l c o s t   ( O C)   OC         (      )                                                                    W h er OC   is   t h o p er atin g   co s t,  is   t h n u m b er   o f   g en er ati n g   u n its ,   T   is   th ti m h o r izo n ,   w h ich   i s   2 4   h ,   an d          is   b in ar y   v ar iab le  m o d eli n g   UC   d ec is io n   o f   u n it  i   at  h o u r   t .         (      )   is   t h f u el  co s t,          is   th n o - l o ad   co s o f   u n it  i ,           an d             ar r esp ec tiv el y   t h s tar t - u p   an d   s h u td o w n   co s t s   o f   u n it  at  h o u r   t .         (      )   is   th i n p u t/o u tp u t c u r v t h at  i s   m o d eled   w i th   q u ad r atic  f u n ctio n   o f   th p o w er   o u tp u [ 3 6 ] ,   [ 7 1 ] :         (      )                                                     an d         ar th co s t c o ef f icie n t s .   P r ac tically   th is   co s i s   m o d ele d   as  p iece w i s e - lin ea r   f u n c tio n   [ 3 6 ] ,   [ 7 1 ] .   A   tig h t   f o r m u la ti o n   f o r   t h i s   p iece w i s e - l in ea r   ap p r o x i m at io n   is   g iv e n   i n   [ 6 0 ] .             is   th co s f o r   r estar tin g   d e - co m m i tted   th er m al  u n it,  w h ic h   is   d ep en d ed   to   th te m p er at u r o f   th b o iler .   T h n u m b er   o f   t h s tar t - u p   an d   s h u td o w n   a n d   th eir   t y p ( h o o r   co ld )   ch an g es  i n   f u n ct io n   o f   th ON / OF F   s tatu s   o f   t h u n it s   [ 3 ] .   I t is ex p r ess ed   as f o llo w s   [ 6 6 ] ,   [ 8 3 ]                       W h er          an d            ar r esp ec tiv ely   th h o an d   co ld   s tar t - u p   co s o f   u n it  i            is   th e   m i n i m u m   d o w n ti m o f   u n it  i             is   th co n tin u o u s   o f f l in p er io d   o f   u n it  i   at  h o u r   t.                  is   th co ld   s tar h o u r   o f   u n i i .   T h s h u td o w n   co s ts           ar u s u al l y   n e g lecte d   an d   h a v b ee n   ta k en   to   b eq u al  to   ze r o   f o r   all  u n its   [ 3 ] ,   [ 7 2 ] .     3 . 1 . 2 .   Unit  c o mm it m ent   c o ns t ra int s   I n   m i n i m izi n g   OC ,   t h UC   p r o b lem   s o l u tio n   m u s r esp ec b o th   g en er ato r   p h y s ical  co n s t r ain ts   a n d   s y s te m   o p er atio n al  co n s t r ai n ts   [ 2 7 ] ,   [ 6 6 ] .   T h ese  co n s tr ain t s   c an   b o n o r   m o r o f   t h f o llo w i n g   t y p es   a.   Gen er ati n g   li m i ts   co n s tr ain t s   E ac h   g e n er atin g   u n it  h as  m i n i m u m   a n d   m ax i m u m   li m it s .   T h p o w er   o u tp u ca n n o ex ce ed   th es e   li m it s   [ 1 9 ] ,   [ 5 1 ] ,   [ 7 2 ] :          (       )               (      )     W h er e        (       )   an d        (      ) ar r esp ec tiv el y   t h m in i m u m   a n d   m a x i m u m   r ea p o w er   o u tp u o f   u n it  i   a t   h o u r   t .   b.   P o w er   b alan ce   co n s tr ai n t   T h eq u ilib r iu m   b et w ee n   lo ad   d em a n d   an d   p o w er   o u tp u t i n   ea ch   h o u r   i s   g i v e n   b y   [ 3 ] ,   [ 6 6 ] ,   [ 7 2 ] :           (      ) (   )         .     (   )             W h er       is   th to tal  d e m a n d   at  h o u r   t .   c.   Min i m u m   u p   /d o w n   ti m co n s tr ain ts     Min i m u m   u p - ti m is   t h m i n i m u m   n u m b er   o f   h o u r s   o f   o p er atio n   at  o r   ab o v th m i n i m u m   g en er at io n   ca p ac it y .   I t is e x p r ess ed   as f o llo w s   [ 3 ] ,   [ 6 6 ] :                                                          ( )                                        ( )              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.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 3 5 7     1372   1364   W h er               an d             ar th to tal  u p - t i m an d   t h m in i m u m   u p - ti m e   o f   u n it  i .   Min i m u m   d o w n ti m is   th m i n i m u m   n u m b er   o f   h o u r s   o n ce   th g en er ato r   is   s h u td o w n   b ef o r it  ca n   b b r o u g h t o n li n ag a in   to   g e n er ate  p o w er   [ 3 ] ,   [ 66] :                               W h er               an d              ar th to tal  d o w n ti m an d   t h m i n i m u m   d o w n ti m o f   u n it  i .   d.   R a m p   r ate  u p /d o w n   co n s tr ai n t s   T h g en er ato r   p o w er   o u tp u i s   n o c h a n g in g   i n s tan ta n eo u s l y .   I t s   v ar ia tio n   d ep en d s   o n   r a m p   r ate   li m it s .   T h ese  co n s tr ai n ts   ar f o r m u lated   b ased   as o n   t h f o ll o w i n g   co n d itio n s   [ 3 ] ,   [ 5 1 ] ,   [ 7 2 ] :                                                                     W h er        an d           ar th r a m p in g   u p   an d   r am p i n g   d o w n   o f   u n it  i   e.   Sp in n in g   r eser v e s   co n s tr ain t   Sp in n in g   r eser v i s   a n   i n d icato r   o f   th e   a m o u n o f   p o w er   t h at  i s   r eq u ir ed   to   f u l f il p er ce n tag e   o f   f o r ec asted   p ea k   d e m a n d   o r   ca p ab le  o f   m a k i n g   u p   th lo s s   o f   th m o s i m p o r tan lo ad ed   u n it  in   ea ch   t i m e.   T h e   f o r m u latio n   f o r   s p in n i n g   r eser v ca n   b ex p r ess ed   as  [ 3 ] ,   [ 5 1 ] ,   [ 6 6 ] :       (             )       (           )    ,                                   W h er       is   th s p i n n in g   r eser v e   at  h o u r   t .   f.   Mu s t r u n   a n d   m u s t o u t u n it s   T h m u s r u n   u n it s   ar p r e s ch ed u led   u n i w h ic h   m u s b o n lin e,   d u to   o p er atin g   r eliab ilit y   o r   ec o n o m ic  p u r p o s es .   T h R E S   u n its   ar n ec es s ar y   r u n   u n it s   f o r   b etter   ec o n o m ic  s y s te m   o p er atio n .   Mu s o u u n i ts   ar th u n its   u n a v ailab le  f o r   co m m i t m e n t b ec au s o f   f o r ce d   o u tag es o r   m ai n ten a n ce   i n ter v e n tio n s   [ 1 9 ] .   g.   T r an s m is s io n   co n s tr ain ts   T r an s m is s io n   co n s tr ain t s   ar to   s atis f y   cu s to m er   lo ad   d em a n d s   an d   m ai n tai n   tr an s m is s io n   f lo w s   an d   b u s   v o lta g es  w it h i n   ad m is s ib l li m it s   [ 8 4 ] .   Gen er all y ,   lin ea r   DC   ( d ir ec cu r r en t )   tr an s m i s s io n   co n s tr ai n t s   ar in te g r ated   in   UC   p r o b le m   f o r m u latio n   f o r   s y s te m   s ec u r it y   c o n s id er atio n s   [ 4 ] .     h.   C r e w   co n s tr ai n ts   I n   p lan w ith   m a n y   u n i ts ,   th er m a y   n o b en o u g h   p er s o n n el  to   atte n d   b o th   th u n it s   i f   b o th   ar s tar tin g   u p   an d /o r   s h u tti n g   d o w n   s i m u lta n eo u s l y .   S u c h   co n s tr ain ts   w o u ld   b s et  b y   th t i m es  r eq u ir ed   to   s tar t - u p   an d   to   s h u td o w n   t h u n it [ 1 9 ] .     3 . 2 .   Unit  c o mm it m ent   i d er eg ul a t ed  e nv iro n m e nt              Sin ce   1 9 8 0 s ,   P o w er   s y s te m s   h av m o v ed   f r o m   a   v er tical l y   i n teg r ated   s tr u ct u r to   d er e g u lated   o n e.   I n   an   i n teg r ated   e n v ir o n m e n t,  cu s to m er s   o f   g en er atio n   co m p an ies  ( GE N C Os)  ar alr ea d y   s et  an d   d ef in ed   [ 5 ] .   I n   th ca s o f   d er eg u lated   m ar k et s ,   co m p o n e n ts   o f   ele ctr icit y   m ar k et  s u ch   a s   g e n er atio n   co m p an ie s   ( GE NC Os),   tr an s m is s io n   co m p a n ie s   ( T R A NS C O s ) ,   an d   d is tr ib u tio n   co m p a n ies  ( DI S C Os),   co n s tr u ct  t h eir   g en er atio n   o f f er s   b ased   o n   a v ailab le  s i g n al s ,   a n d   co n s eq u e n tl y   g etti n g   UC   s o l u tio n .   E ac h   o f f er   co n s is ts   o f   a   co s f u n c tio n   a n d   s et  o f   p ar a m eter s   t h at  d e f i n th o p er at iv co n s tr ain ts   o f   g e n er ati n g   u n i ts ,   w h ic h   en ab le s   to   d eter m i n t h s y s te m   m a r g in al  co s f o r   ea c h   p er io d   [8 4 ] .   I n   d er eg u lated   en v ir o n m en t,  th o b j ec tiv e   ch an g es  f r o m   co s m in i m izat io n   to   p r o f it  m a x i m izatio n   [ 1 9 ] .   T h s tu d ies  i n   [ 8 5 ],   [ 8 6 p r esen ted   n e f o r m u latio n   o f   th U C   p r o b lem   i n   d er eg u lated   m ar k et.     3 . 3 .   P rice - b a s ed  u nit  c o mm it m en t     I n   P B UC ,   s ati s f y i n g   h o u r l y   lo ad   is   n o   lo n g er   r estrictio n   a n d   th o b j ec tiv is   to   m a x i m ize   th p r o f it   w h ile  s ec u r it y   i s   n o w   u n r est r ain ed   f r o m   en er g y   a n d   co n s id er ed   as  an cillar y   s er v ice.   T h u s ,   i n   t h P B UC   ap p r o ac h ,   th s ig n al  th a w o u ld   d eter m i n u n it s   co m m it m en s tat u s   i s   th p r ice  o f   d if f er en s er v ice s   an d   m ater ials   in   elec tr ical  o p er ati o n s   s u c h   as   f u el  p u r ch ase   p r ice,   en er g y   s a le  p r ice,   an d   an cillar y   s er v ice  s ale   p r ice  [ 5 4 ] ,   [ 8 4 ] .   T h en er g y   s u p p lier s   ar r esp o n s ib le  f o r   t h e   w a y   t h e y   s ell   en er g y   i n   o r d er   to   s u p p l y   lo ad   a n d   r eser v m ar k et s   [ 4 ] .   T h m o s t   d is tin c ch ar ac ter i s tic  o f   P B UC   is   th a all  m ar k et  i n f o r m ati o n   ar ex p r ess ed   i n   m ar k et  p r ice.   P B UC   p r o b lem   f o r m u latio n s   ar g i v en   i n   [ 4 ] ,   [ 5 4 ].         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 - 870 8       Un it C o mmitmen t P r o b lem  in   E lectrica l P o w er S ystem:   A   Li tera tu r R ev iew   ( I d r is s A b d o u )   1365   4.   ST O CH AS T I P RO G RAM M I NG S   AP P L I CAT I O I UNIT   CO M M I T M E NT   No w ad a y s ,   t h g r o w i n g   ca p ac it y   f o r   r en e w ab le  g en er at io n   s u c h   w i n d   a n d   s o lar   u n it s   h as  s tr o n g l y   au g m e n ted   t h lev e ls   o f   v ar ia b ilit y   a n d   u n ce r tai n t y   in   th s y s te m ,   m ak in g   t h id ea U C   m o d el  lar g e - s ca le,   n o n - co n v ex ,   u n ce r tai n   p r o g r a m   [8 7 ] .   T h in te g r atio n   o f   R E i n to   t h p o w er   s y s te m   d e s p ite  it s   i n ter m itte n t   n atu r is   m ain l y   j u s ti f ied   b y   its   ec o n o m ic  an d   en v ir o n m en t al  b en ef its   f o r   th s y s te m .   So u r ce s   o f   u n ce r tain t y   p r esen in   r ea o p er atio n al  en v i r o n m e n t s   ar [ 8 7 ] :   lo a d   d e m an d ,   r en e w ab le  g e n er atio n ,   u n it  av ai lab ilit y ,   in f lo w s   f o r   th h y d r o   r eser v o ir s ,   an d   en er g y   p r ices.  Gen er all y ,   f o r ec ast  er r o r s   m ai n l y   r esu lt  f r o m   lo ad   v ar iatio n s .   Ho w e v er ,   th in cr e ased   p en etr atio n   o f   R E lead   to   s u p p le m en tal  g e n e r atio n   f o r ec ast  er r o r s   d u to   its   i n ter m itte n ce   [ 5 ] .   Sto ch a s ti p r o g r a m m in g   o f f er s   m o d eli n g   an d   s o lu t io n   tec h n iq u e s   f o r   s u c h   o p ti m izatio n   p r o b lem s   u n d er   u n ce r tai n t y   [ 4 6 ] .   A ctu all y ,   to   ac h ie v m in i m u m   OC   s u b j ec to   p o w er   b alan ce   co n s tr ain t s ,   SOs   f i r s d eter m i n g en er ati n g   u n it s   ON / O FF   s tat u s es  a n d   p r o d u ctio n   ca p ac ities   b ased   o n   f o r ec ast  v al u es  a n d   tech n ical  co n s tr ai n ts   o f   ea ch   u n it.  A f ter w ar d s ,   r e - d is p atc h   is   ca r r ied   o u in   r ea l - ti m to   ad j u s th d if f er en ce   b et w ee n   th r ea d e m an d   a n d   ex p ec ted   o u tp u t.  T h e r ef o r e,   UC   is   m u lti - s ta g d ec is io n   p r o ce s s   li k s to c h asti c   p r o g r am m i n g   ( SP ) s   s o lv i n g   p r o ce d u r e,   w h ich   j u s ti f ie s   th e   i m p le m e n tatio n   o f   SP   f o r   s o lv i n g   U C   p r o b lem   w it h   u n ce r tai n tie s   [ 5 ] .     4 . 1 .   T w o - s t a g s t o cha s t ic  p ro g ra mm i ng   f o r m ula t io n f o u nit  c o mm it m en t   T h b asic  UC   f o r m u latio n   ( with o u co n s id er in g   s ec u r it y   co n s tr ai n ts )   s er v es  as  t h s u p p o r f o r   SP s   i m p le m en ta tio n   in   UC   p r o b lem .   T w o - s ta g SP   is   a   co m m o n l y   u s ed   ap p r o ac h   to   ca p t u r in g   u n ce r tai n t y ,   a n d   it   h as t h f o llo w i n g   f o r m   [ 5 ] :     Min             E   [   (       ) ] ,       s . t.    A b ,     0     W h er e       (       )   m i n   { q   (   ) ,   W   (     )   = h   T x     ,   y(   )     0 }     Her e,   x   an d   y(   d en o te  th f i r s t - s tag a n d   s ec o n d - s ta g d ec is io n   v ar iab les  r esp ec ti v el y .   Ma in l y ,   v ar iab les  x   r ep r esen th d ec is io n s   th a m u s b tak e n   b e f o r th u n ce r ta in t y   i s   s o l v e d ,   an d   th f u n ctio n     (       ) r ep r esen th d ec is io n s   th a ca n   b tak en   a f ter   th u n ce r tai n t y   is   s o l v ed .   T h     in   th s ec o n d - s ta g is   a   r an d o m   v ec to r   an d   E   [   (       ) is   u s e d   to   r etu r n   th co s r elate d   to   th is   r an d o m   v ec t o r s   co n s eq u en ce s   to   th e   o b j ec tiv f u n c tio n .     4 . 2 .   Securit y   c o ns t ra ined  u nit  c o mm i t m e nt      T h f u n d a m en ta l c o n ce p t   in   t h r eliab le  an d   ec o n o m ic   o p er atio n   o f   elec tr ic   p o w er   s y s te m s   is   SC UC .   SC U C   r e f er s   to   t h ec o n o m ic   s ch ed u lin g   o f   g en er ati n g   u n its   to   m ee t   t h h o u r l y   lo ad   d e m a n d   w h ile  s atis f y i n g   te m p o r al  an d   o p er atio n al  li m i t s   o f   g e n er atio n   a n d   tr an s m is s i o n   eq u ip m en t   in   co n ti n g en c y   p o w er   s y s te m s   [ 2 7 ] I n   v er t icall y   in teg r ated   e n v i r o n m e n t,  SO s   ap p l y   SC U C   f o r   m in i m iz in g   t h O C   w h ile  m ee ti n g   th e   s y s te m   lo ad   b y   s tar ti n g   u p /s h u tti n g   d o w n   g e n er atin g   u n it s .   I n   r estr u ctu r ed   p o w er   m ar k et s ,   SC U C   is   u tili ze d   b y   I SOs   to   lig h te n   r ea l   ti m a n d   d a y - ah ea d   m ar k et s ,   w it h   th e   o b j e ctiv o f   m a x i m izi n g   t h s o cial  w el f ar b ased   o n   o f f er s   a n d   b id s   s u b m itted   b y   m ar k e p ar ticip an ts .   T h SC UC   m o d el s   an d   s o lu tio n   m et h o d o lo g ies  is   an   i m p o r tan k e y   d ec is io n - m a k i n g   co m p o n e n i n   p o w er   s y s te m   o p er atio n s ,   p ar tic u lar l y   f o r   lar g e   s y s te m s .   Ma th e m atica ll y ,   th S C UC   p r o b lem   is   lar g e - s ca le  MI P   p r o b lem   w it h   m a n y   b i n ar y ,   co n t in u o u s   an d   d is cr ete   co n tr o v ar iab les,  a n d   s er ies   o f   co n s tr ain t s   [ 4 ] .   SC U C   ap p r o ac h   w ith   AC   co n s tr ai n ts   is   p r o p o s ed   in   [ 5 3 ] .   I n   [4 5 ] ,   a   SC UC   m o d el  f o r   o p en   m ar k et,   w h ich   o p ti m izes  t h e   o p er atio n   s ch ed u li n g   a n d   p r ice - s e n s i tiv lo ad   is   p r esen ted .   T h p r o p o s ed   m o d el  s atis f y   g en er a t io n ,   r eser v r eq u ir e m en ts ,   tr an s m i s s io n   an d   o p er atin g   co n s tr ain ts .   Deta iled   f o r m u lati o n   o f   d eter m i n is t ic  SC U C   p r o b le m   is   p r o p o s ed   in   [2 7 ] .     4 . 3 .   Securit y   co ns t ra ined un it   co mm i t m e nt  w it h uncer t a inties   T h er ar e   at  least  th r ee   s o lu ti o n   tech n iq u es  t h at  h a v e   b ee n   p r o p o s ed   f o r   m an a g i n g   u n ce r tain tie s   in   SC U C ,   in cl u d in g   s to ch a s tic   p r o g r am m i n g   ( SP ) ,   r o b u s t   o p tim izatio n   ( R O) ,   an d   ch an ce - co n s tr ai n ed   o p tim izatio n   ( C C O) .   E ac h   tec h n iq u h as   d i f f er en t   p r ac tical  an d   co m p u ta tio n al  r eq u ir e m e n ts   f o r   r ep r esen ti n g   an d   li m iti n g   t h u n ce r tai n tie s   in   p o w er   s y s te m   [ 8 7 ] .   SC U C   p r o b lem   w it h   u n ce r tain ties   is   lar g e - s ca le,   n o n - co n v e x ,   NP - h ar d   p r o b lem   w it h   d if f icu lt  s o lu tio n   [ 2 7 ] .   T h er ef o r e,   in   th th r ee   m o d els,  th e   o r ig in al  lar g e - s ca le   MI P   p r o b lem   i s   u s u all y   d ec o m p o s ed   to   a   m a s ter   p r o b le m   a n d   m an y   s u b p r o b lem s   b y   B en d er s   d ec o m p o s i tio n   tech n iq u [ 6 1 ] .   T h n ex t p ar ag r ap h s   b r ief l y   d i s cu s s   t h th r ee   m et h o d o lo g ies p r o p o s ed   in   liter atu r e.         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.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 3 5 7     1372   1366   4 . 3 . 1 .   Sto cha s t ic  p ro g ra m m i ng   SP   is   r e n o w n ed   o p ti m izati o n   tech n iq u to   s o l v e   SC U C   p r o b lem   w i th   u n ce r tai n tie s .   I n   t h SP   ap p r o ac h ,   p o w er   s y s te m   u n ce r tain ties   ar r ep r esen ted   b y   a   s et  o f   s ce n ar io s   f o r   th e   p o s s ib le  r ea lizatio n   o f   d if f er e n u n ce r tain t ies  [ 6 ] . SP   tech n iq u e   is   b ased   o n   s ce n a r io   tr ee   in   w h ic h   u n ce r tai n t y   is   s u p p o s ed   to   b e   k n o w n   i n   its   ea c h   n o d e   s in ce   f u r t h er m o r u n ce r tai n t y   is   n o w   d is cr etize d   o n   t h tr ee ,   es s e n tiall y   t h e   q u a n tit y   f o r   s o lv i n g   d eter m in i s tic  l ar g e - s ca le  UC   p r o b le m   [ 8 7 ] . Usu al l y ,   t h s ce n ar io - b ased   ap p r o ac h   g en er ates   s ce n ar io s   v ia  a s s u m ed   p r o b a b ilit y   d is tr ib u tio n   f u n ctio n s   f o r   s i m u lati n g   u n ce r tai n ties   a n d   ea ch   s ce n ar io   i s   attr ib u ted   ce r tain   p r o b ab ilit y   f o r   its   r ea lizatio n .   I n   SP ,   m an y   s ce n ar io s   ar n ee d ed   f o r   r ea ch in g   a n   ac ce p tab le   s o lu tio n ,   w h ic h   r is e s   t h s ize   o f   th m o d el,   ex te n d s   t h c o m p u tatio n   b u r d en ,   a n d   li m i t s   th ap p licat io n   to   lar g s ize   p o w er   s y s te m s .   T h u s ,   t h s ce n ar io   r ed u ctio n   tec h n iq u es   ar u s u al l y   ad o p ted   t o   r ed u ce   th s ca le  o f   th s to c h asti m o d el  an d   th r eq u ir ed   co m p u tatio n   e f f o r t,  w h ich   e n ab les to   k ee p   clo s s ce n ar io s   b y   m ea s u r in g   th p r o b ab ilis tic  d is tan ce   b et w ee n   s ce n ar io s   an d   eli m i n ates s ce n ar io s   w it h   v er y   lo w   p r o b ab ilit ies  [ 2 7 ] .     4 . 3 . 2 .   Ro bu s t   o pti m iza t io n   R is   an   alter n ati v tech n iq u f o r   d ea lin g   w it h   u n ce r tai n ti es  in   t h SC U C   p r o b lem .   R u s es  t h n o tio n   o f   u n ce r tai n t y   s et   b le s s   d e m an d i n g   o n   t h r ep r esen t atio n   o f   u n ce r tain t y ,   w h ic h   a s s e m b les t h ad v er s ev en t s   ag a in s w h ich   w w i s h   to   p r o tect  o u r s elv e s .   T h is   u n ce r tain t y   s e co n s id er s   li m ited   le v el  o f   in f o r m atio n   o n   u n ce r tai n   q u a n titi e s ,   n a m el y   t h m ea n   v al u an d   s o m est i m a te  o f   th v a r ian ce   o r   r an g o p o s s ib le  v ar iatio n s   ar o u n d   th m ea n   [ 2 7 ] . C o n s eq u e n tl y ,   th R m o d el  s ee k s   an   o p ti m a co m m it m en a n d   d is p atch   s o l u tio n   o f   t h g e n er atin g   u n it s   f o r   p r ev en ti n g   th s o lu tio n   a g ai n s t t h w o r s t e co n o m ic  co n d itio n   ( t h h ig h e s m i n i m u m   d is p atc h   co s t) ,   w h ic h   w o u l d   p r o tect  th p o w er   s y s te m   a g ai n s ea ch   e v en in   t h s p ec if ied   u n ce r tai n t y   s et  r e g ar d less   o f   it s   p r o b ab ilit y   [ 8 7 ] .     4 . 3 . 3 .   Cha nce - c o ns t ra ined  o pti m iz a t io n   C C O   is   a n o th er   ap p licab le  a p p r o ac h   f o r   h an d li n g   u n ce r ta in tie s   i n   t h h o u r l y   SC UC   p r o b lem ,   i n   w h ic h   te m p o r al  co n s tr ain ts   c an   b v io lated   w it h   p r ed ef i n ed   lev el  o f   p r o b ab ilit y .   C C ap p ea r s   as  g o o d   alter n ati v to   s elec t h tr ad eo f f   b et w ee n   co s a n d   r o b u s tn es s   b ased   o n   t h e   p r o b ab ilit y   t h at  t h s elec ted   s o lu tio n   is   t h f ea s ib le  o n e   wh ich   is   ea s y   f o r   SO  to   u n d er s t an d   an d   m a n a g [ 8 7 ] .   C C m atch es  t h n at u r o f   th S C UC   o p er atio n   th at  o n e   m a y   n o ac tu all y   b ab le  to   g u ar an tee  th at  tr a n s m i s s io n   s ec u r it y   co n s tr ai n t s   ( s u c h   as  s y s te m   lo ad   b alan ce   o r   tr an s m i s s io n   ca p ac it y )   w i ll  n e v er   b v io lated .   R ath er ,   o n s h o u ld   p r o v id SC U C   s o lu t io n s   t h at  ar r ea s o n ab l y   f ea s ib le  b y   o f f er i n g   li m ited   lo ad   s h ed d in g ,   u n d er   all  ex ce p th m o s t   u n l ik el y   s ce n ar io s   [ 2 7 ] .     4 . 3 . 4 .   Co m pa riso n o f   s o lutio a pp ro a ches   T h th r ee   S C U C   f o r m u latio n s   w it h   u n ce r tain t ies  m a y   r ep r esen t   d if f er en t   p er f o r m a n ce s ,   in cl u d in g   s o lu tio n   r o b u s t n es s   i n   t h f ac e   o f   u n ce r tai n tie s ,   t h co s o f   g en er atio n   s ch ed u les,  a n d   t h c o m p u tatio n al  co s t.   T h p r o p o s ed   tech n iq u e s   m a y   b ef f ec tiv el y   co m b in ed   f o r   en h a n ci n g   t h q u alit y   o f   th SC U C   s o lu tio n   an d   au g m e n ti n g   t h co m p u t atio n al  p er f o r m a n ce   o f   t h p r o p o s ed   h e u r is tic s   [ 2 7 ] .   I n   th i s   c o n tex t,   w o rk   in   [ 6 9 ]   p r esen ted   UC   p r o b le m   w i th   u n ce r tai n   w i n d   g en er atio n .   T h p r o p o s ed   m o d el  i n clu d e s   b o th   th t w o - s tag e   s to ch ast ic  p r o g r a m   a n d   t h c h an ce - co n s tr ai n ed   s to ch a s tic  p r o g r am   tech n iq u es,  w h ic h   h as  allo w ed   g et tin g   a   g o o d   q u alit y   s o lu tio n .   T ab le  2   p r o v id es  co m p ar is o n   b et w e en   th t h r ee   s o lu tio n   tech n iq u es  p r esen ted   in   th i s   s ec tio n .       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   b et w ee n   S o lu tio n A ap p r o ac h es f o r   d ea lin g   w i th   U n ce r tai n ties   I n s p ir ed   f r o m   [ 2 7 ]   S o l u t i o n   t e c h n i q u e   U n c e r t a i n t y   r e p r e s e n t a t i o n   F e a t u r e s   L i mi t s   SP   S e t   o f   sce n a r i o f o r   t h e   p o ssi b l e   r e a l i z a t i o n   o f   v a r i o u s   u n c e r t a i n t i e s.   1 .   U n c e r t a i n t y   i su p p o se d   t o   b e   k n o w n   i n   e a c h   n o d e   o f   t h e   t r e e .   2 .   I t   c o u l d   c o n s i d e r   t h e   a n t i c i p a t e d   r e a c t i o n o f   S O   i n   r e a l   t i me   t h r o u g h   t h e   se c o n d - st a g e   sce n a r i o - d e p e n d e n t   f o r mu l a t i o n .   1 .   T h e   q u a l i t y   o f   s o l u t i o n c o u l d   c r i t i c a l l y   d e p e n d   o n   t h e   c h o i c e   o f   t h e   sce n a r i o   se t .   2 .   A c h i e v i n g   a n   a c c u r a t e   p r o b a b i l i t y   d i s t r i b u t i o n   c a n   b e   c o mp l i c a t e d .   3 .   T h e   so l u t i o n o f f e r   o n l y   p r o b a b i l i st i c   g u a r a n t e e s.     RO     R e l e g a t i o n   o f   e x p l i c i t   k n o w l e d g e   o n   p r o b a b i l i t y   d i s t r i b u t i o n a n d   sce n a r i o   sam p l i n g b y   u si n g   a   d e t e r mi n i st i c   u n c e r t a i n t y   se t .   1 .   I t   d o e n o t   r e q u i r e   a n   e x p l i c i t   k n o w l e d g e   o f   p r o b a b i l i t y   d i st r i b u t i o n s.   2 .   T h e   a p p r o a c h   w o u l d   p r o t e c t   t h e   sy st e a g a i n st   e v e r y   p o ssi b l e   r e a l i z a t i o n   o f   u n c e r t a i n t i e s c o n t a i n e d   i n   t h e   c h o se n   se t .     1 .   U n c e r t a i n t y   i n t e r v a l sh o u l d   b e   c a r e f u l l y   sel e c t e d   a n d   t h e   b u d g e t   l e v e l   w o u l d   n e e d   t o   b e   n e a t l y   t u n e d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.