الرئيسية < البحوث والدراسات < تفاصيل بحث أو دراسة
Integrated Day-Ahead Unit Commitment and Economic Dispatch in the Libyan Power System:A Controlled Comparison with Sequential Scheduling
| الباحث(ون): | - Osama M. Abdulrahman
- Abdalla Idris Fadel
|
|---|
| المؤسسة: | Faculty of Engineering, University of Zawia, Az-Zawia, Libya
The Libyan Academy for Postgraduate Studies, Tripoli, Libya |
|---|
| المجال: | الهندسة الكهربائية و الالكترونية وهندسة الاتصالات |
|---|
| منشور في: | العدد التاسع والثلاثون - أكتوبر 2026 |
|---|
الملخص
تُعد جدولة التوليد الحراري لليوم التالي مسألة مترابطة زمنيًا، لأن قرارات البدء والإيقاف والتدرج والحدود الدنيا لمدد التشغيل والتوقف في ساعة معينة تؤثر في جدوى الساعات اللاحقة وكلفتها. تصوغ هذه الدراسة نموذج برمجة خطية صحيحة مختلطة لمدة 24 ساعة يحسن بصورة مشتركة إلزام الوحدات وقرارات البدء والإيقاف والتوزيع الاقتصادي، وتقارنه بخط أساس متتابع لمدة ساعة واحدة مع استخدام الحمل وحدود الوحدات والحالات الابتدائية ومعاملات الكلفة نفسها. تعتمد الدراسة على سجلات تشغيلية مأذون باستخدامها من الشركة العامة للكهرباء في ليبيا (GECOL) لتسعة عشر يوم تشغيل خلال عام 2025، ممثلة في خمس وعشرين كتلة توليد على مستوى المحطات، وبذروات حمل تراوحت بين 4.665 و8.166 جيجاواط وطاقة يومية بين 93.314 و181.881 جيجاواط ساعة. نُفذت النماذج الأساسية في MATLAB باستخدام صندوق أدوات التحسين، وأُجري تحقق مستقل بواسطة SciPy/HiGHS لقيم دالة الهدف، وصحة المتغيرات الثنائية، وتوازن القدرة الساعي، وقيود التدرج، ومدد التشغيل والتوقف الدنيا. غطت الطريقتان طاقة متساوية مقدارها 2,485.132 جيجاواط ساعة. وخفضت الجدولة المتكاملة دالة الهدف التجميعية من 98.942 إلى 96.987 مليون وحدة كلفة مقارنة، أي بنسبة 1.976%، كما خفضت متوسط عدد الكتل العاملة من 14.99 إلى 9.17. وتراوح الانخفاض اليومي في دالة الهدف بين 1.019% في يوم الذروة و4.832% في اليوم الأقل حملًا. وأظهر تحليل أرباع حمل الذروة انخفاض متوسط التحسن من 3.921% في الربع الأدنى إلى 1.142% في الربع الأعلى، وانخفاض متوسط تقليل عدد الكتل العاملة من 52.96% إلى 24.99%. وتبين النتائج أن قيمة التكامل تكون أكبر عندما تمتلك المنظومة مرونة أوسع في الالتزام، وأن تقييم الجدول ينبغي أن يجمع بين دالة الهدف وعمق الالتزام وقرارات التبديل. ويوفر الإطار المقترح أساسًا عمليًا للجدولة الاستشارية لليوم التالي والتطوير المستقبلي نحو تمثيل تفصيلي للوحدات والشبكة..............................
الكلمات المفتاحية:....... جدولة اليوم التالي؛ التوزيع الاقتصادي؛ الجدولة المتكاملة؛ منظومة القدرة الليبية؛ البرمجة الخطية الصحيحة المختلطة؛ إلزام الوحدات.
Abstract
Day-ahead thermal generation scheduling is an intertemporal decision problem because start-up, shut-down, ramping, and minimum-time decisions made in one hour affect the feasibility and cost of later hours. This study formulates a 24-hour mixed-integer linear programming model that jointly optimizes unit commitment (UC), start-up and shut-down decisions, and economic dispatch (ED), and compares it with a sequential one-hour benchmark under identical demand, unit limits, initial conditions, and cost coefficients. The analysis uses authorized operating records from the General Electricity Company of Libya (GECOL) for 19 selected operating days in 2025, represented by 25 plant-level generation blocks, with peak demand ranging from 4.665 to 8.166 GW and daily energy from 93.314 to 181.881 GWh. MATLAB Optimization Toolbox solves the primary models, while an independent SciPy/HiGHS implementation verifies objective values, integrality, hourly balance, ramping, and minimum up/down-time constraints. Across the complete sample, both methods serve 2,485.132 GWh. Integrated scheduling reduces the aggregate objective from 98.942 to 96.987 million comparative cost units (CU), a 1.976% reduction, and lowers the mean number of online blocks from 14.99 to 9.17. Daily objective reductions range from 1.019% on the peak day to 4.832% on the lowest-load day. Peak-demand-quartile analysis shows the mean objective reduction declining from 3.921% in the lowest quartile to 1.142% in the highest, while the mean online-block reduction declines from 52.96% to 24.99%. The results show that full-horizon UC-ED is most valuable when commitment flexibility is high and that objective value, online depth, and switching decisions should be assessed jointly. The workflow provides a practical foundation for advisory day-ahead scheduling and for future unit-level and network-aware development....................................
Keywords:........Day-Ahead Scheduling; Economic Dispatch; Integrated Scheduling; Libyan Power System; Mixed-Integer Linear Programming; Unit Commitment
