Optimization model of the Joint operation of Pumped-Storage Hydro Plant and Wind Farm: Considering the Imbalances of Wind Power Output

Since the future energy production of wind farm is uneasy to be precisely predicted, the integration of wind power into electric power system has been a difficult problem for many years. Recently, the widely emerged pumped-storage hydro plant can be used to balance the unstable output of wind farm, because the pumped-storage hydro plant can adjust its production to compensate wind power prediction errors. In this paper, a joint operation model between the wind farm and pumped-storage hydro plant is proposed. In this mode, there are two targets for the system: 1) maximizing the daily revenue of pumped-storage hydro plant; 2) partially compensating the deviations resulted from wind power output imbalances. Then we analyzed the economic benefits of pumped-storage hydro plant in the condition of both independent operation and joint operation. Finally, the model is applied in the actual operation of pumped-storage hydro plant. From the case study we can see that power incomes of pumped-storage hydro plant alone is reduced under joint operation model, while the comprehensive economic effect has actually increased in response to the stable output of wind power.

---

W artykule przedstawiono model współpracy farmy wiatrowej z elektrownią szczytowo-pompową. Wspólna praca tych jednostek wynika z niestabilności energii wiatrowej i pozwala na jej redukcję. Zbudowany model umożliwia realizację dwóch celów: maksymalizacji dziennego zysku z magazynowania energii w elektrowni oraz częściowe ograniczenie wahań wytwarzanej energii, wynikające z niestabilności wiatru. Dokonano także analizy ekonomicznej zysków z pracy jednostek w trybach współpracy oraz pracy niezależnej. Przeprowadzono weryfikację opracowanego modelu na rzeczywistych danych.