در دهه های اخیر، واحدهای چرخه ترکیبی به دلیل بازدهی بالا و انعطاف پذیری قابل توجه، به عنصری کلیدی در سبد تولید انرژی سیستم های قدرت تبدیل شده اند. سهم فزاینده این واحدها در تأمین تقاضای انرژی، به ویژه در کنار منابع تجدیدپذیر، لزوم مدل سازی دقیق عملکرد آن ها را در مسائل بهره برداری سیستم قدرت، از جمله مسئله در مدار قرار گرفتن واحدهای نیروگاهی (UC)، بیش از پیش ضروری ساخته است. عملکرد واحدهای چرخه ترکیبی تحت تأثیر شرایط محیطی، به ویژه دمای محیط، قرار دارد. مدل های رایج مسئله UC معمولا این وابستگی را نادیده گرفته و از پارامترهای ثابت برای واحدهای چرخه ترکیبی استفاده می کنند. این ساده سازی، به ویژه در سیستم های قدرتی با سهم بالای واحدهای چرخه ترکیبی و در شرایط آب و هوایی متغیر، می تواند منجر به تصمیمات غیردقیق در بهره برداری سیستم قدرت شود. با وجود این، تأثیر دمای محیط بر عملکرد آن ها در وضعیت های مختلف بهره برداری در مسئله UC کمتر مورد توجه پژوهش ها قرار گرفته است. هدف این پژوهش، ارزیابی کمی و کیفی اثرات تغییرات دمای محیط بر عملکرد واحدهای چرخه ترکیبی در مسئله UC و ارائه راهکاری برای حل چالش های آن است. در این راستا، ابتدا برای نیروگاه های چرخه ترکیبی با کمک نرم افزار Thermoflow GT PRO،مدل سازی نیروگاهی انجام می شود که امکان تجزیه و تحلیل اثر تغییرات دما را بر عملکرد نیروگاه های مختلف فراهم می سازد. با استفاده از مدل سازی نیروگاهی و تحلیل وضعیت های بهره برداری مختلف نیروگاه های چرخه ترکیبی در محدوده دمایی محیط، ضرایب تصحیح وابسته به دما برای بیشینه توان خروجی و تابع هزینه استخراج می شود. سپس این ضرایب تصحیح در مسئله UC ادغام می شوند. در این مسئله UC، از مدل مبتنی بر پیکربندی واحدهای چرخه ترکیبی استفاده شده است که با ترکیب ضرایب وابسته به دما بهبود می یابد و خروجی دقیق تری از بهره برداری واحدهای چرخه ترکیبی را در شرایط محیطی متفاوت فراهم می سازد. علاوه بر رویکرد قطعی، این پژوهش یک مدل بهینه سازی تصادفی دومرحله ای را نیز توسعه می دهد که عدم قطعیت در پیش بینی دمای محیط و تقاضای بار را با استفاده از سناریوهای محتمل در نظر می گیرد. همچنین این مدل به صورت یک مسئله بهینه سازی تصادفی ریسک گریز طراحی شده است تا ریسک مواجهه با سناریوهای بحرانی نیز مدیریت شود. این مدل تصادفی، عملکرد وابسته به دمای واحدهای چرخه ترکیبی در پیکربندی های مختلف را در فرآیند تصمیم گیری تحت عدم قطعیت لحاظ می کند. برای تولید سناریوها در بهینه سازی تصادفی از یک رویکرد دوبخشی استفاده شده است که ابتدا پارامترهای تصادفی را به صورت مستقل مدل سازی کرده و سپس با کمک توابع مفصل واین به یکدیگر وابسته می کند.
نتایج رویکرد قطعی نشان می دهد که نادیده گرفتن دمای محیط می تواند ظرفیت در دسترس واحدهای چرخه ترکیبی را به طور قابل ملاحظه ای غیردقیق برآورد کند و حتی ممکن است منجر به قطع بار در دماهای بالا شود. همچنین در مطالعاتی، ارزش پیش بینی دما و تأثیر سهم واحدهای چرخه ترکیبی در شبکه مورد ارزیابی قرار می گیرد. در شبیه سازی بلندمدت نیز اثرات قابل توجه دما بر بهره برداری سیستم مشخص می شود. نتایج رویکرد تصادفی، نشان دهنده بهبود تصمیمات بهره برداری در برابر خطاهای پیش بینی و کاهش هزینه انتظاری سیستم است. نتایج این پژوهش می تواند ابزار مناسبی را برای بهره برداران سیستم قدرت جهت بهره برداری اقتصادی و قابل اطمینان از واحدهای چرخه ترکیبی در مواجهه با تغییرات شرایط محیطی فراهم آورد.