<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Energy Res.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Energy Research</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Energy Res.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-598X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">857520</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fenrg.2022.857520</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Energy Research</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>A Solution Method for Many-Objective Security-Constrained Unit Commitment Considering Flexibility</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Lin et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Many-Objective Security-Constrained Unit Commitment</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>Shunjiang</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1527165/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Hui</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Jie</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Wanbin</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Yanghua</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Mingbo</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>School of Electric Power Engineering</institution>, <institution>South China University of Technology</institution>, <addr-line>Guangzhou</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>School of Electromechanical Engineering</institution>, <institution>Guangdong Polytechnic Normal University</institution>, <addr-line>Guangzhou</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/993077/overview">Peng Li</ext-link>, Tianjin University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1020193/overview">Yanbo Chen</ext-link>, North China Electric Power University, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/892045/overview">Chao Qin</ext-link>, Tianjin University, China</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Shunjiang Lin, <email>linshj@scut.edu.cn</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Smart Grids, a section of the journal Frontiers in Energy Research</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>11</day>
<month>05</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>857520</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>18</day>
<month>01</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>07</day>
<month>03</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2022 Lin, Wu, Liu, Liu, Liu and Liu.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Lin, Wu, Liu, Liu, Liu and Liu</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>With the increasing penetration of wind power into power systems and the random fluctuation of the wind farm (WF) output, system flexibility must be considered in the optimal generation dispatch. Based on the extreme scenarios of the WF output, we proposed a flexibility risk index to evaluate the system flexibility of each time interval. We established a five-objective security-constrained unit commitment (SCUC) model of a power system with WFs, thermal generation plants, battery energy storage stations, and pumped storage hydro stations. The objectives were to minimize the system flexibility risk, total network loss, operation cost, power purchase cost, and pollutant gas emissions. To obtain the Pareto optimal solutions of the model, based on the objective selection and <italic>&#x3b5;</italic>-constraint methods, we proposed two methods to reduce the dimension of objectives and transformed the five-objective optimization model into a series of three-objective optimization models. Then, we used the normalized normal constraint method to solve the Pareto frontier surface of each three-objective optimization model. We used a color column to represent the value change of the two upper layer objectives and visualized the Pareto frontier of the five-objective SCUC model in the three-dimensional ordinate space. Case studies on the modified IEEE-9 bus system and an actual power grid demonstrated the effectiveness and high computational efficiency of the proposed method.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>flexibility</kwd>
<kwd>many-objective optimization</kwd>
<kwd>mixed integer convex programming</kwd>
<kwd>normalized normal constraint method</kwd>
<kwd>security-constrained unit commitment</kwd>
<kwd>&#x3b5;-constraint method</kwd>
</kwd-group>
<contract-num rid="cn001">51977080 51207056</contract-num>
<contract-sponsor id="cn001">National Natural Science Foundation of China<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100001809</named-content>
</contract-sponsor>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>With the increasing penetration of intermittent renewable energy into power systems, flexibility is becoming more and more important to the secure operation of power systems. The International Energy Agency (IEA) suggests that a flexible power system can respond reliably and rapidly to violent fluctuations in both supply and demand (<xref ref-type="bibr" rid="B2">Agency, 2009</xref>). The North American Electric Reliability Corporation (NERC) proposes that a flexible power system can provide a real-time balance of supply and demand (<xref ref-type="bibr" rid="B19">North American Electric Reliability Corporation, 2010</xref>), (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Adams et al., 2010</xref>), that is, it can accommodate uncertainties within an acceptable time range under different constraints (<xref ref-type="bibr" rid="B31">Zhao et al., 2016</xref>). Because of the high penetration of wind power, power systems need to reserve sufficient flexible resources to balance the random fluctuations of the wind farm (WF) output. Thus, the optimal generation dispatch method needs to ensure that flexibility supply resources can satisfy the flexibility demands of the power system.</p>
<p>Many scholars have studied the optimal generation dispatch of power systems with renewable energy considering flexibility. For example, <xref ref-type="bibr" rid="B32">Zhao et al. (2015</xref>) proposed a dispatch framework for variable energy resources (VERs) using the &#x201c;do not exceed&#x201d; (DNE) limit, which is the largest VER output that the system can accommodate under the worst-case scenario. They also propose three approaches to solve the DNE limit problem. In the study by <xref ref-type="bibr" rid="B20">Pourahmadi et al. (2019</xref>), Farzaneh et al. proposed a novel robust-based framework to quantify the economically optimal uncertainty set such that both feasibility and optimality robustness are guaranteed. To improve the flexibility of the power grid, <xref ref-type="bibr" rid="B28">Yun et al. (2019</xref>) proposed an electricity&#x2013;heat&#x2013;hydrogen multi-energy storage system (EHH-MESS) and its coordinated optimal operation model. The simulation results showed that the EHH-MESS has better regulation flexibility and economy of the power grid. <xref ref-type="bibr" rid="B25">Tang et al. (2019</xref>) proposed an operational flexibility metric based on the ramping capacity for a combined heat and power microgrid and an intraday rolling dispatch model including the operation flexibility constraints. <xref ref-type="bibr" rid="B5">Chen et al. (2016</xref>) proposed an economic dispatch model for power systems with wind-storage combined systems and battery energy storage (BES). The calculation results showed that the integration of energy storage effectively improved the wind power utilization and operation efficiency. These studies focused on how to use flexibility resources to improve system flexibility, but none included quantitative evaluations of system flexibility considering the extreme power output scenario of renewable energy. In addition to flexibility, other objectives, such as lowering costs, saving energy, and reducing emissions, must be considered for optimal generation dispatch. Hence, the formulation of optimal generation dispatch must consider multiple optimization objectives while ensuring the secure operation of the system. However, conflicts always exist among multiple optimization objectives, meaning they cannot all be optimized simultaneously. Thus, the result of the multi-objective optimization problem (MOP) is a set of solutions, which are called the Pareto optimal solutions. Methods for obtaining the Pareto optimal solutions of MOPs include heuristic algorithms and traditional optimization algorithms. Heuristic algorithms include particle swarm optimization (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Reyes and Coello, 2006</xref>), the differential evolution algorithm (<xref ref-type="bibr" rid="B23">Storn and Price, 1997</xref>), and the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA) (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Deb et al., 2002</xref>). Heuristic algorithms can obtain multiple Pareto optimal solutions at the same time and are suitable for non-convex and discontinuous problems. However, they have low computational efficiency for solving large-scale MOPs, such as the multi-objective optimal generation dispatch problem of an actual large-scale power system. Traditional optimization algorithms include the linear weighted sum method (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Milano et al., 2003</xref>), ideal point method (<xref ref-type="bibr" rid="B3">Bryson and Mobolurin, 1996</xref>), <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Nezhad et al., 2014</xref>), normal boundary intersection (NBI) method (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Das and Dennis, 1998</xref>), (<xref ref-type="bibr" rid="B22">Roman and Rosehart, 2006</xref>), and normalized normal constraint (NNC) method (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Lin et al., 2017</xref>), (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Li et al., 2015</xref>). These algorithms can transform an MOP into a series of single-objective optimization problems to obtain their optimal solutions. Traditional algorithms can obtain a series of evenly distributed Pareto optimal solutions and have high computational efficiency for solving large-scale MOPs. Traditional algorithms are mainly used to solve MOPs with few objectives, that is, only two or three objectives. Thus, understanding how to extend traditional optimization algorithms to solve many-objective optimization problems (MaOPs) is important.</p>
<p>In most of the existing literature studies, MaOPs are solved by heuristic algorithms, among which the elitist NSGA (NSGA-II) (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Deb and Jain, 2014</xref>), (<xref ref-type="bibr" rid="B12">Jain and Deb, 2014</xref>) and the multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition (<xref ref-type="bibr" rid="B29">Zhang and Li, 2007</xref>) have good computational performance. However, when the number of objectives is large, the size of the solution space of heuristic algorithms increases exponentially, resulting in a long computation time. Thus, most approaches reduce the dimension of the objectives first and then solve the optimization model. To simplify MaOPs, non-linear correlation information entropy with the covariance method was proposed in the study by <xref ref-type="bibr" rid="B26">Wang and Yao. (2016</xref>) to analyze the conflicts among the objectives. In the studies by <xref ref-type="bibr" rid="B13">Kou et al. (2017</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="B33">Zheng et al. (2019</xref>), a conflicting objective-selection method and an objective reduction algorithm were proposed, in which the most conflicting objective subset can be selected, and the dimension of the MaOP can be reduced. In these studies, the MaOPs are solved by first analyzing the relationship among the objectives and then aggregating or eliminating some of the objectives to reduce the dimension of the problem. However, the information of the objectives will be inevitably lost during the process of aggregation or eliminating the objectives, resulting in incomplete Pareto optimal solutions of MaOPs. At present, few studies have adopted the traditional algorithms to solve the Pareto optimal solutions of MaOPs. Therefore, it is important to propose an efficient algorithm based on the traditional optimization algorithms to solve the Pareto optimal solutions of MaOPs while also retaining the information integrity of all the objectives.</p>
<p>This study makes three contributions:<list list-type="simple">
<list-item>
<p>1) Based on the extreme scenarios of uncertain WF output, a flexibility risk index (i.e., the risk cost of the unsecure operation of the system due to the lack of flexibility) is proposed to evaluate the system flexibility. Then, a five-objective SCUC model of a power system with WFs, thermal generation (TG) plants, BES stations, and pumped storage hydro (PSH) stations is established to minimize the system flexibility risk, network loss, operation cost, power purchase cost, and pollutant emissions.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>2) A convex hull relaxation optimization method is used to relax the power balance equation with quadratic terms of power loss into convex inequalities in the SCUC model, and the SCUC model is then transformed into a mixed integer convex programming (MICP) model.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>3) According to the objective selection and <italic>&#x3b5;</italic>-constraint methods, two-objective dimension reduction methods are proposed to transform the five-objective SCUC model into a series of three-objective optimization models. Then, the Pareto frontier surface of each three-objective optimization model is solved by the NNC method. A color column is used to represent the value change of two upper layer objectives, and the Pareto frontier of the five-objective SCUC model is visualized in the three-dimensional coordinate space.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>The rest of this article is organized as follows: the <italic>Flexibility Risk Index</italic> section proposes a flexibility risk index. The <italic>Five-Objective SCUC Model</italic> section proposes a five-objective SCUC model considering the aforementioned flexibility risk index. The <italic>Solution Methods</italic> section proposes an algorithm for solving the Pareto frontier of the five-objective SCUC model. The <italic>Case Studies</italic> section presents case studies and analyzes the obtained results. The <italic>Conclusion</italic> section offers the conclusions.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Flexibility Risk Index</title>
<p>In the SCUC model considering the uncertain WF output, the uncertain WF output is always modeled by sampling numerous scenarios or establishing an uncertainty set, which refer to the stochastic SCUC model (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Zhao and Guan, 2013</xref>) and the robust SCUC model (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Chen et al., 2020</xref>), (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Chen et al., 2019</xref>). In this study, the uncertain WF output is simulated by sampling numerous scenarios. In the scenario-based stochastic SCUC model (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Zhao and Guan, 2013</xref>), the on/off states of normal units are the same in different scenarios, but their power outputs are different to balance the random fluctuation of the WF output. To reduce the scale of the scenario-based stochastic SCUC model and reflect the worst case of the random WF output, many sampling scenarios are replaced with extreme scenarios (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Xu et al., 2019</xref>). It is assumed that there are <italic>N</italic>
<sub>
<italic>w</italic>
</sub> WFs in the system, and 2<sup>
<italic>Nw</italic>
</sup> extreme scenarios will be generated. It is also assumed that the WF outputs obey a normal distribution <italic>N</italic> (<italic>&#x3bc;</italic>,<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>2</sup>) with the predicted value as the expected value. The confidence level can reach 95.45% when the confidence interval of the WF output is [<italic>&#x3bc; &#x2212;</italic> 2<italic>&#x3c3;</italic>, <italic>&#x3bc;</italic> &#x2b; 2<italic>&#x3c3;</italic>]. Thus, 2<sup>
<italic>Nw</italic>
</sup> extreme scenarios can be obtained by making the lower and upper bounds of the WF output equal to <italic>&#x3bc; &#x2212;</italic> 2<italic>&#x3c3;</italic> and <italic>&#x3bc;</italic> &#x2b; 2<italic>&#x3c3;</italic>.</p>
<p>The flexibility risk index <italic>R</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub> at time interval <italic>t</italic> is defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eq. 1</xref>, which considers the occurrence probability of each extreme scenario of the WF output and the regulating cost of unsecure operation of the system under this scenario:<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>lack</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mtext>w</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>
<italic>w</italic>
</sub> is the penalty cost coefficient of the wind curtailment of WF <italic>w</italic>. <italic>sc</italic> is the index of the scenario, where <italic>sc</italic> &#x3d; 0 indicates the forecast scenario, and other values of <italic>sc</italic> indicate the extreme scenarios. In the following part of this article, superscript 0 represents the variables under the forecast scenario, and superscript <italic>sc</italic> represents the variables under the extreme scenario <italic>sc</italic>. <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the dispatch power output of WF <italic>w</italic> at time interval <italic>t</italic>, <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the predicted power, and <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maximum power under the extreme scenario <italic>sc.</italic> <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>lack</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the penalty cost of the system flexibility shortage, which is expressed as <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Eq. 2</xref>. <italic>p</italic>
<sup>
<italic>sc</italic>
</sup> is the occurrence probability of the extreme scenario <italic>sc</italic>, and it is assumed that <italic>p</italic>
<sup>
<italic>sc</italic>
</sup> &#x3d; <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <italic>N</italic>
<sub>1</sub> is the total number of TG units, that is, the total number of coal-fired units and gas-fired units; <italic>N</italic>
<sub>2</sub> is the total number of BES stations. <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the flexible dispatch cost of the TG unit <italic>i</italic>/BES station <italic>b</italic> at time <italic>t</italic>, which includes the dispatch cost caused by regulating their power output of the extreme scenario from the power output of the forecast scenario, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">Eq. 3</xref>. Here, the flexible dispatch cost includes only the dispatch cost of TG units and BES stations. This is because only the startup/shutdown costs of PSH units are considered, and their power output regulation costs are not considered. The on/off states of PSH units under the extreme scenarios are the same as those of the forecast scenario, but the power outputs are different; hence, the flexible dispatch cost of PSH units is 0.<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>lack</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>lack</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>lku</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>lkd</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>where <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>lack</sub> is the penalty cost coefficient of the system flexibility shortage, and <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>lku</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>lkd</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the up/down system flexibility shortage at time <italic>t</italic>.<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>...</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the fuel costs of the TG unit <italic>i</italic> at time <italic>t</italic>, which can be expressed as <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Eq. 4</xref> and approximated by the piecewise linear inequality as <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">Eq. 5</xref>. <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the operation costs of the BES station <italic>b</italic> at time <italic>t</italic>, which can be expressed as <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Eq. 6</xref>.<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the output of the TG unit <italic>i</italic> at time <italic>t</italic>; <italic>A</italic>
<sub>
<italic>i,</italic>2</sub>, <italic>A</italic>
<sub>
<italic>i,</italic>1</sub>, and <italic>A</italic>
<sub>
<italic>i,</italic>0</sub> are the fuel cost coefficients of the TG unit <italic>i</italic>; and <italic>I</italic>
<sub>
<italic>i,t</italic>
</sub> is the on/off state of the TG unit <italic>i</italic> at time <italic>t</italic>, where 1/0 represents the on/off state. <italic>&#x3b1;</italic>
<sub>
<italic>i,k</italic>
</sub>/<italic>&#x3b2;</italic>
<sub>
<italic>i,k</italic>
</sub> is the slope/intercept of segment <italic>k</italic> of the fuel cost of the TG unit <italic>t</italic>; and <italic>M</italic> is the total number of segments.<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the discharging/charging power of the BES station <italic>b</italic> at time <italic>t</italic>, and <italic>C</italic>
<sub>dis<italic>,b</italic>
</sub>/<italic>C</italic>
<sub>ch<italic>,b</italic>
</sub> is the discharging/charging cost coefficient of the BES station <italic>b</italic>.</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Five-Objective SCUC Model</title>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Objectives</title>
<p>In the actual operation and dispatch of a power system, security, economy, efficiency, and environment friendliness are required to be considered. In addition, the system flexibility is also required to be considered to balance the random fluctuations of the WF output. Thus, we established a five-objective SCUC model to minimize the total flexibility risk, network loss, operation cost, power purchase cost, and pollutant emissions.</p>
<sec id="s3-1-1">
<title>3.1.1 Total Flexibility Risk <italic>z</italic>
<sub>1</sub>
</title>
<p>
<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>where <italic>T</italic> is the total number of time intervals in the dispatch period. Taking 1&#xa0;day as the dispatch period and each time interval as 15&#xa0;min, then <italic>T</italic> &#x3d; 96.</p>
</sec>
<sec id="s3-1-2">
<title>3.1.2 Total Network Loss <italic>z</italic>
<sub>2</sub>
</title>
<p>
<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Los</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>where <italic>N</italic>
<sub>
<italic>L</italic>
</sub> is the total number of branches in the system; and <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the network loss of the branch <italic>l</italic> at time <italic>t</italic>, which can be expressed as follows (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Lin et al., 2017</xref>):<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ld</mml:mtext>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>where <italic>k</italic> and <italic>m</italic> are the buses at both ends of the branch <italic>l</italic>; <italic>g</italic>
<sub>
<italic>km</italic>
</sub> is the conductance of the branch <italic>l</italic>; <italic>X</italic>
<sub>
<italic>ki</italic>
</sub>, <italic>X</italic>
<sub>
<italic>mi</italic>
</sub>, <italic>X</italic>
<sub>
<italic>kr</italic>
</sub>, and <italic>X</italic>
<sub>
<italic>mr</italic>
</sub> are the elements of the node impedance matrix in the DC power flow model; <italic>&#x3c8;</italic> is the set of generator buses and injected power buses connecting external power grids; <italic>L</italic> is the set of load buses; and <italic>P</italic>
<sub>ld<italic>r,t</italic>
</sub> is the active power of the load bus <italic>r</italic> at time <italic>t</italic>.</p>
</sec>
<sec id="s3-1-3">
<title>3.1.3 Total Operating Cost <italic>z</italic>
<sub>3</sub>
</title>
<p>
<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>where <italic>N</italic>
<sub>3</sub> is the total number of PSH units. <italic>C</italic>
<sub>
<italic>i</italic>U<italic>,t</italic>
</sub>/<italic>C</italic>
<sub>
<italic>i</italic>D<italic>,t</italic>
</sub> and <italic>C</italic>
<sub>
<italic>s</italic>U<italic>,t</italic>
</sub>/<italic>C</italic>
<sub>
<italic>s</italic>D<italic>,t</italic>
</sub> are the startup/shutdown cost of the TG unit <italic>i</italic> and PSH unit <italic>s</italic> at time <italic>t</italic>, which can be expressed as follows:<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>where <italic>K</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>/<italic>J</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> and <italic>K</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub>/<italic>J</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub> are the startup/shutdown cost of the TG unit <italic>i</italic> and PSH unit <italic>s</italic>. <italic>Z</italic>
<sub>
<italic>s,t</italic>
</sub> is the on/off state of the PSH unit <italic>s</italic> at time <italic>t</italic>, where 1/0 represents the on/off state.</p>
</sec>
<sec id="s3-1-4">
<title>3.1.4 Total Power Purchase Cost <italic>z</italic>
<sub>4</sub>
</title>
<p>
<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>where <italic>C</italic>
<sub>
<italic>i,t</italic>
</sub> and <italic>C</italic>
<sub>
<italic>w,t</italic>
</sub> are the power purchase prices of the TG unit <italic>i</italic> and the WF <italic>w</italic> at time <italic>t</italic>.</p>
</sec>
<sec id="s3-1-5">
<title>3.1.5 Total Pollutant Emissions <italic>z</italic>
<sub>5</sub>
</title>
<p>
<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>where <italic>B</italic>
<sub>
<italic>i,</italic>1</sub> and <italic>B</italic>
<sub>
<italic>i,</italic>0</sub> are the polluted gas emission coefficients of the TG unit <italic>i</italic>. Because of the small amount of polluted gas emissions of gas-fired units, their coefficients are <italic>B</italic>
<sub>
<italic>i,</italic>1</sub> &#x3d; <italic>B</italic>
<sub>
<italic>i,</italic>0</sub> &#x3d; 0.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Constraints</title>
<sec id="s3-2-1">
<title>3.2.1 Fundamental Constraints</title>
<p>The power balance constraint is expressed as <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Eq. 14</xref>:<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>dis</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>b</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>ch</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>pg</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>pp</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>nld</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>pg</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>pp</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the generating/pumping power of the PSH unit <italic>s</italic> at time <italic>t</italic>; <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be calculated similar to <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as in <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Eq. 9</xref>; and <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>nld</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the system net load at time <italic>t</italic>, which is equal to the difference between the total load forecast value and the total WF output value, expressed as <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Eq. 15</xref>:<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>nld</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>LD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ld</mml:mtext>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>The constraints of generators&#x2019; output are expressed as follows:<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2146;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2146;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>...</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>where <italic>P</italic>
<sub>
<italic>i,</italic>min</sub>/<italic>P</italic>
<sub>
<italic>i,</italic>max</sub> is the minimum/maximum output of the TG unit <italic>i</italic>, and <italic>r</italic>
<sub>u<italic>i</italic>
</sub>/<italic>r</italic>
<sub>d<italic>i</italic>
</sub> is its ramp up/down rate. <italic>T</italic>
<sub>15</sub> is the length of each time interval, which is 15&#xa0;min. In <xref ref-type="disp-formula" rid="e16">Eq. 16</xref>, the unit maintains the minimum output in the first time interval after starting up and the last time interval before shutting down. <italic>T</italic>
<sub>10</sub> is the response time of the regulating power of the TG units, which is 10&#xa0;min.</p>
<p>The constraints of minimum continual on/off time of TG units can be expressed as follows (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Carrion and Arroyo, 2006</xref>):<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>on</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>on</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>on</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>on</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>on</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>on</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>off</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>off</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>off</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>off</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>off</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>off</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>where <italic>U</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>/<italic>D</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> is the number of time intervals during which the unit <italic>i</italic> must stay on/stay off at the beginning of the dispatch period, which is related to the unit states at the end of the last dispatch period; <italic>T</italic>
<sub>on<italic>i</italic>
</sub>/<italic>T</italic>
<sub>off<italic>i</italic>
</sub> is the minimum number of continual on/off time intervals of the unit <italic>i</italic>; and <italic>X</italic>
<sub>on<italic>i,</italic>0</sub>/<italic>X</italic>
<sub>off<italic>i,</italic>0</sub> is the number of continual on/off time intervals of the unit <italic>i</italic> at the beginning of the dispatch period.</p>
</sec>
<sec id="s3-2-2">
<title>3.2.2 Constraints of Network Security</title>
<p>The network security constraints represented by the DC power flow model are as follows:<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ld</mml:mtext>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the transmission power of the branch <italic>l</italic> at time interval <italic>t</italic>; <italic>x</italic>
<sub>
<italic>km</italic>
</sub> is the reactance of the branch <italic>l</italic>; and <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maximum transmission power of the branch <italic>l</italic>.</p>
</sec>
<sec id="s3-2-3">
<title>3.2.3 Operation Constraints of PSH Stations</title>
<p>The constraints of the power output are as follows:<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>where <italic>P</italic>
<sub>pg<italic>,s,</italic>max</sub>/<italic>P</italic>
<sub>pp<italic>,s,</italic>max</sub> is the maximum generating/pumping power of the PSH unit <italic>s</italic>, and <italic>Z</italic>
<sub>pg<italic>,s,t</italic>
</sub>/<italic>Z</italic>
<sub>pp<italic>,s,t</italic>
</sub> is the generating/pumping state of the PSH unit <italic>s</italic> at time interval <italic>t</italic>.</p>
<p>The complementary constraint of operating states is as follows:<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The constraint of energy balance within a day is as follows:<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m44">
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the conversion efficiency of PSH units, which is 75% in this study.</p>
<p>The constraints of switching time of operating states are as follows:<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s3-2-4">
<title>3.2.4 Operation Constraints of BES Stations</title>
<p>The constraints of discharging/charging power are as follows:<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>where <italic>P</italic>
<sub>dis<italic>,b,</italic>max</sub>/<italic>P</italic>
<sub>ch<italic>,b,</italic>max</sub> is the maximum discharging/charging power of the BES station <italic>b</italic>, and <italic>Z</italic>
<sub>dis<italic>,s,t</italic>
</sub>/<italic>Z</italic>
<sub>ch<italic>,s,t</italic>
</sub> is the discharging/charging state of the BES station <italic>b</italic> at time interval <italic>t</italic>.</p>
<p>The complementary constraint of operating state is as follows:<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The constraints of the remaining energy are as follows:<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>where <italic>&#x3b7;</italic>
<sub>dis<italic>,b</italic>
</sub>/<italic>&#x3b7;</italic>
<sub>ch<italic>,b</italic>
</sub> is the discharging/charging efficiency of the BES station <italic>b</italic>, and <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the stored remaining energy of the BES station <italic>b</italic> at time interval <italic>t</italic>.</p>
</sec>
<sec id="s3-2-5">
<title>3.2.5 System Flexibility Constraints</title>
<p>The system flexibility demand needs to consider not only the uncertainties of the load power and WF output in each time interval but also the change of the net load power in adjacent time intervals. Thus, the upward and downward system flexibility demand constraints are expressed as follows:<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>nld</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>nld</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ld</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>fu</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>lku</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>nld</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>nld</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ld</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>fd</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>lkd</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>where <italic>L</italic>
<sub>u</sub>%/<italic>L</italic>
<sub>d</sub>% is the percentage of the upward/downward system flexibility demand due to the load forecast deviation; <italic>w</italic>
<sub>u</sub>%/<italic>w</italic>
<sub>d</sub>% is the percentage of the upward/downward system flexibility demand due to the wind power forecast deviation; and <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>fu</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>fd</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the upward/downward system flexibility supply capacity at time interval <italic>t</italic>.</p>
<p>The system flexibility supply capacity is the sum of the flexibility supply capacity provided by all units, as follows:<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>fu</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>fd</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the upward flexibility supply capacity provided by the TG unit <italic>i</italic>/PSH unit <italic>s</italic>/BES station <italic>b</italic> at time interval <italic>t</italic>, and <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the corresponding downward flexibility supply capacity.</p>
<p>The flexibility supply capacities provided by different units can be expressed as follows:<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pg</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>pp</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>u</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Solution Methods</title>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 Convex Relaxation of Network Loss</title>
<p>The SCUC model consists of objectives <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">Eqs 7</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">8</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">10</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> and constraints <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eqs 1</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e3">3</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">5</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">6</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">9</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e11">11</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">14</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e29">29</xref>. Because it includes the discrete decision variable of on/off states of units and the network loss term in <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Eq. 14</xref> is represented by a quadratic equation <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Eq. 9</xref>, the SCUC model is a mixed integer non-linear non-convex programming (MINNP) model. The MINNP is attributed to the NP-hard problem and is difficult to solve. For the actual large-scale power grid, the SCUC model&#x2019;s scale is very large. If solvers such as DICOPT or SBB in the commercial optimization software GAMS are directly used to solve the problem, the computational efficiency will be very low, and the global optimal solution always cannot be obtained. Recent studies have shown that the MINNP model can be transformed into an MICP model by the convex relaxation technique to reduce the computational complexity (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Jabr et al., 2012</xref>). To ensure that the solution of the optimization model after convex relaxation has high accuracy compared with that of the original optimization model, a convex hull relaxation method that can obtain the tight convex relaxation of the original optimization model is applied (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Li and Vittal, 2016</xref>). Thus, we used the convex hull relaxation method to transform the quadratic equality constraint into convex constraints.</p>
<p>Taking the quadratic equality (<xref ref-type="disp-formula" rid="e30">Eq. 30</xref>) as an example, it can be expressed equivalently as <xref ref-type="disp-formula" rid="e31">Eqs. 31</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e32">32</xref>, where <xref ref-type="disp-formula" rid="e31">Eq. 31</xref> is convex and <xref ref-type="disp-formula" rid="e32">Eq. 32</xref> is non-convex.<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0.</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>Generally, the minimum/maximum value of <italic>x</italic> (i.e., <italic>x</italic>
<sub>min</sub>/<italic>x</italic>
<sub>max</sub>) is known, and the corresponding value of <italic>y</italic> is <italic>y</italic>
<sub>min</sub>/<italic>y</italic>
<sub>max</sub>. Then, the equation of the straight line determined by two points (<italic>x</italic>
<sub>min</sub>, <italic>y</italic>
<sub>min</sub>) and (<italic>x</italic>
<sub>max</sub>, <italic>y</italic>
<sub>max</sub>) is shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e33">Eq. 33</xref>.<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>The convex hull relaxation of <xref ref-type="disp-formula" rid="e32">Eq. 32</xref> is a linear inequality constraint as <xref ref-type="disp-formula" rid="e34">Eq. 34</xref>. Therefore, the quadratic equality constraint <xref ref-type="disp-formula" rid="e30">Eq. 30</xref> can be relaxed as <xref ref-type="disp-formula" rid="e31">Eq. 31</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e34">Eq. 34</xref>.<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The network loss in <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Eq. 9</xref> can be written as <xref ref-type="disp-formula" rid="e35">Eq. 35</xref>
<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ld</mml:mtext>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the voltage angle difference between buses <italic>k</italic> and <italic>m</italic> at time interval <italic>t</italic>.</p>
<p>Therefore, the first formula of <xref ref-type="disp-formula" rid="e35">Eq. 35</xref> can be relaxed as follows:<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>Los</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>km,</mml:mtext>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>km,</mml:mtext>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>km,</mml:mtext>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>where <italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>km,</italic>min</sub>/<italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>km,</italic>max</sub> is the minimum/maximum value of <italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>km</italic>,<italic>t</italic>
</sub>, and the corresponding value of <italic>P</italic>
<sub>Los</sub>
<italic>,</italic>
<sub>
<italic>lt</italic>
</sub> is <italic>P</italic>
<sub>Los</sub>
<italic>,</italic>
<sub>
<italic>l</italic>min</sub>/<italic>P</italic>
<sub>Los</sub>
<italic>,</italic>
<sub>
<italic>l</italic>max</sub>.</p>
<p>By convex hull relaxation, the SCUC model can be transformed from the original MINNP model into the MICP model. Hence, the GUROBI solver in GAMS can be used to solve the MICP model with higher computational efficiency and reliability.</p>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>4.2 Objective Selection Method Based on the Spearman Correlation Coefficient</title>
<p>To reduce the dimension of the objectives in the MaOP, an objective selection method is required. Based on the objective selection method (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Kou et al., 2017</xref>), (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Zheng et al., 2019</xref>), we proposed the following objective dimension reduction method: the most conflicting objectives were selected as the upper layer optimization objectives, and the remaining objectives were taken as the lower layer optimization objectives. Combined with the <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method, the upper layer objectives are added into the constraints of the lower layer optimization model. Thus, the original MaOP was transformed into a series of low-dimension MOPs. The pseudocode of the objective selection method is as follows:</p>
<p>
<inline-graphic xlink:href="fenrg-10-857520-fx1.tif"/>
</p>
<p>According to the Spearman correlation coefficient matrix among different objectives, we selected the most conflicting objective, that is, the objective with the largest absolute value of the sum of negative correlation coefficients. This objective was moved from <italic>S</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub> to <italic>S</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub>, and then, the next most conflicting objective was selected from the remaining objectives. We repeated this selection process until the terminal condition was satisfied. In the pseudocode, <italic>S</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub> is the intermediate set, which is used to store the unselected objectives; <italic>S</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> is the most selected conflicting objective set; and <italic>C</italic>
<sup>
<italic>M</italic>
</sup>(<italic>i</italic>, <italic>j</italic>) is the Spearman correlation coefficient between the <italic>i</italic>th and <italic>j</italic>th objectives.</p>
<p>By using the objective selection method, we selected the two most conflicting objectives as the upper layer optimization objectives and the other three objectives as the lower layer optimization objectives. Thus, the dimension of the five-objective SCUC model was reduced hierarchically.</p>
</sec>
<sec id="s4-3">
<title>4.3 Grid-Based Five-Objective <italic>&#x3b5;</italic>-Constraint Method</title>
<p>We used the objective selection method based on Spearman correlation coefficients to select the most conflicting objective as the first-level conflicting objective, and then, we selected the most conflicting objective among the remaining objectives as the second-level conflicting objective. The five-objective SCUC model can be transformed into a series of three-objective SCUC models by the <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method constraints. The specific process is as follows.</p>
<p>The five-objective SCUC model in the <italic>Five-Objective SCUC Model</italic> section can be written in a compact form as follows:<disp-formula id="e37">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>s</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mtext>t</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:munder accentunder="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>where <bold>
<italic>h</italic>
</bold>(<bold>
<italic>x</italic>
</bold>) and <bold>
<italic>g</italic>
</bold>(<bold>
<italic>x</italic>
</bold>) are the equality and inequality constraints of the five-objective SCUC model, respectively.</p>
<p>Assuming that <italic>z</italic>
<sub>5</sub> is the first-level conflicting objective, <italic>z</italic>
<sub>4</sub> is the second-level conflicting objective, and the other three objectives <italic>z</italic>
<sub>1</sub>, <italic>z</italic>
<sub>2</sub>, and <italic>z</italic>
<sub>3</sub> are the lower layer objectives, steps for transforming the five-objective optimization model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e37">Eq. 37</xref>) into a series of three-objective optimization models are as follows:</p>
<p>
<statement>
<p>Step 1The two single-objective models max <italic>z</italic>
<sub>5</sub>(<bold>
<italic>x</italic>
</bold>) and min <italic>z</italic>
<sub>5</sub>(<bold>
<italic>x</italic>
</bold>) are solved to determine the maximum and minimum values of <italic>z</italic>
<sub>5</sub>, that is, <italic>z</italic>
<sub>5max</sub> and <italic>z</italic>
<sub>5min</sub>, and then, the value range of <italic>z</italic>
<sub>5</sub>, that is, &#x394;<italic>z</italic>
<sub>5</sub> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>5max</sub> &#x2212; <italic>z</italic>
<sub>5min</sub> is calculated.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Step 2The value range &#x394;<italic>z</italic>
<sub>5</sub> is divided into <italic>q</italic>
<sub>1</sub> equal segments to obtain <italic>q</italic>
<sub>1</sub> &#x2b; 1 points, and the value of the <italic>k</italic>th point is <italic>z</italic>
<sub>5<italic>k</italic>
</sub> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>5min</sub> &#x2b; <italic>k</italic> &#x394;<italic>z</italic>
<sub>5</sub>/<italic>q</italic>
<sub>1</sub>, <italic>k</italic> &#x3d; 0, 1, &#x2026; , <italic>q</italic>
<sub>1</sub>.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Step 3According to the <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method, the two single-objective models (<xref ref-type="disp-formula" rid="e38">Eq. 38</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="e39">Eq. 39</xref>) are solved to determine the maximum and minimum values of <italic>z</italic>
<sub>4</sub> at the point <italic>z</italic>
<sub>5</sub> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>5<italic>k</italic>
</sub>, that is, <italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>max</sub> and <italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>min</sub>, and then, the value range of <italic>z</italic>
<sub>4</sub>, that is, &#x394;<italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>
</sub> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>max</sub> &#x2212; <italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>min</sub> is calculated.<disp-formula id="e38">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(38)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e39">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(39)</label>
</disp-formula>where <italic>l</italic>
<sub>0</sub> is a constant between 10<sup>&#x2013;3</sup> and 10<sup>&#x2013;1</sup>; and <italic>v</italic>
<sub>5b</sub> is an auxiliary variable of the objective <italic>z</italic>
<sub>5</sub>, which is introduced to find a feasible solution between adjacent value points. To make the <italic>z</italic>
<sub>5</sub> value of the obtained solution equal to the selected point <italic>z</italic>
<sub>5<italic>k</italic>
</sub>, the value of <italic>v</italic>
<sub>5b</sub> should be as close to zero as possible. Thus, in the objective function of the maximization problem (<xref ref-type="disp-formula" rid="e38">Eq. 38</xref>), the term <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mtext>b</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is subtracted, and in the objective function of the minimization problem (<xref ref-type="disp-formula" rid="e39">Eq. 39</xref>), the term <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mtext>b</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is added.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="step" id="Step_4">
<label>Step 4</label>
<p>The value range &#x394;<italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>
</sub> is divided into <italic>q</italic>
<sub>2</sub> equal segments to obtain <italic>q</italic>
<sub>2</sub> &#x2b; 1 points. The value of the <italic>j</italic>th point is <italic>z</italic>
<sub>4<italic>j</italic>,5<italic>k</italic>
</sub> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>min</sub> &#x2b; <italic>j</italic> &#x394;<italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>
</sub>/<italic>q</italic>
<sub>2</sub>, <italic>j</italic> &#x3d; 0, 1, &#x2026; , <italic>q</italic>
<sub>2</sub>.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="step" id="Step_5">
<label>Step 5</label>
<p>According to the <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method, the Pareto frontier surface of the lower layer three-objective optimization model is solved corresponding to the grid points <italic>z</italic>
<sub>5</sub> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>5<italic>k</italic>
</sub> and <italic>z</italic>
<sub>4</sub> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>4<italic>j</italic>,5<italic>k</italic>
</sub>, expressed as follows:<disp-formula id="e40">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4,5</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4,5</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4,5</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(40)</label>
</disp-formula>where <italic>l</italic>
<sub>1</sub> is a constant between 10<sup>&#x2013;3</sup> and 10<sup>&#x2013;1</sup>; and <italic>v</italic>
<sub>4b</sub> is an auxiliary variable of the objective <italic>z</italic>
<sub>4</sub>, which is introduced to find a feasible solution between adjacent value points. By gathering all the Pareto optimal solutions of solving the lower layer three-objective optimization model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e40">Eq. 40</xref>) corresponding to each grid point, the Pareto optimal solutions of the five-objective SCUC model are obtained.</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s4-4">
<title>4.4 Curve-Based Five-Objective <italic>&#x3b5;</italic>-Constraint Method</title>
<p>We used the objective selection method based on Spearman correlation coefficients to select the two most conflicting objectives as the upper layer objectives and the remaining three objectives as the lower layer objectives. The five-objective SCUC model was decomposed into two low-dimension multiple-objective optimization subproblems. Taking the five-objective optimization model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e37">Eq. 37</xref>) as an example, we assumed that <italic>z</italic>
<sub>4</sub> and <italic>z</italic>
<sub>5</sub> are the upper layer objectives, and the other three objectives (i.e., <italic>z</italic>
<sub>1</sub>, <italic>z</italic>
<sub>2</sub>, and <italic>z</italic>
<sub>3</sub>) are the lower layer objectives. The steps of transforming the five-objective optimization model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e37">Eq. 37</xref>) into a series of three-objective optimization models are as follows:</p>
<p>
<statement>
<p>Step 1The Pareto frontier curve of the upper layer two-objective optimization model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e41">Eq. 41</xref>)is solved, which includes <italic>m</italic> Pareto optimal solutions. The maximum and minimum values of <italic>z</italic>
<sub>4</sub> and <italic>z</italic>
<sub>5</sub> are determined on the Pareto frontier curve (i.e., <italic>z</italic>
<sub>4max</sub>, <italic>z</italic>
<sub>4min</sub>, <italic>z</italic>
<sub>5max</sub>, and <italic>z</italic>
<sub>5min</sub>).<disp-formula id="e41">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>s</mml:mtext>
<mml:mtext>.t</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:munder accentunder="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(41)</label>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Step 2The value ranges of <italic>z</italic>
<sub>4</sub> and <italic>z</italic>
<sub>5</sub> are calculated on the upper layer Pareto frontier curve, &#x394;<italic>z</italic>
<sub>4</sub> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>4max</sub> &#x2212; <italic>z</italic>
<sub>4min</sub> and &#x394;<italic>z</italic>
<sub>5</sub> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>5max</sub> &#x2212; <italic>z</italic>
<sub>5min</sub>. The points are arranged on the curve with the endpoint (z<sub>4min</sub>, z<sub>5max</sub>) as the first point and the endpoint (z<sub>4max</sub>, z<sub>5min</sub>) as the last point. Thus, when the order of points increases, <italic>z</italic>
<sub>4</sub> increases and <italic>z</italic>
<sub>5</sub> decreases. The <italic>k</italic>th Pareto point is recorded as (<italic>z</italic>
<sub>4,<italic>k</italic>
</sub>, <italic>z</italic>
<sub>5,<italic>k</italic>
</sub>).</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Step 3According to the <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method, the Pareto frontier surface of the lower layer three-objective optimization model is solved corresponding to each point (<italic>z</italic>
<sub>4,<italic>k</italic>
</sub>, <italic>z</italic>
<sub>5,<italic>k</italic>
</sub>), which is expressed as follows:<disp-formula id="e42">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x394;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>s</mml:mtext>
<mml:mtext>.t</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(42)</label>
</disp-formula>where <italic>l</italic>
<sub>2</sub> is a constant between 10<sup>&#x2013;3</sup> and 10<sup>&#x2013;1</sup>; and <italic>u</italic>
<sub>4a</sub> and <italic>u</italic>
<sub>5a</sub> are auxiliary variables of the objectives <italic>z</italic>
<sub>4</sub> and <italic>z</italic>
<sub>5</sub>, which are introduced to obtain a feasible solution between the adjacent points in the Pareto frontier curve of the upper layer optimization model. With the increase of the point order <italic>k</italic>, <italic>z</italic>
<sub>4</sub> increases and <italic>z</italic>
<sub>5</sub> decreases. Thus, a positive sign appears before <italic>u</italic>
<sub>4a</sub>, and a negative sign appears before <italic>u</italic>
<sub>5a</sub> in the constraints of <xref ref-type="disp-formula" rid="e42">Eq. 42</xref>.</p>
<p>Obviously, compared with the method of obtaining the grid points from the upper layer two objectives, the number of points obtained from the Pareto frontier curve of the upper layer two-objective optimization model is significantly reduced, and the computational burden is also smaller. Thus, the calculation efficiency was significantly improved.</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s4-5">
<title>4.5 NNC Method for Solving the Lower Layer Three-Objective Optimization Model</title>
<p>The NNC method is used to solve the Pareto frontier of each lower layer three-objective optimization model (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Lin et al., 2017</xref>). With the NNC method, the three-objective optimization model is transformed into a series of single-objective optimization models. By solving each single-objective optimization model, the complete Pareto frontier surface of the three-objective optimization model can be obtained.</p>
<p>After obtaining the Pareto optimal solutions of the five-objective SCUC problem, we used the entropy weight method to determine a compromise optimal solution (COS) from Pareto optimal solutions as the final optimal decision scheme (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Tan et al., 2013</xref>). The obtained COS has the maximum comprehensive optimization degree <italic>&#x3bb;</italic> value in the Pareto optimal solutions.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Case Studies</title>
<p>We demonstrated the proposed many-objective optimization method in case studies on a modified IEEE-9 bus system and an actual power grid. We used a Dell workstation with a 3.50&#xa0;GHz Intel(R) Xeon(R) CPU E3-1270 v3 (8 cores) and 16&#xa0;GB RAM in these case studies. The software platform was GAMS 24.4.3.</p>
<sec id="s5-1">
<title>5.1 The Modified IEEE-9 Bus System</title>
<p>The modified IEEE-9 bus system is shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>, which includes one PSH unit, one coal-fired TG unit, one gas-fired TG unit, one BES station, and one WF. Parameters of the units are given in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Table A1</xref>. The forecast power of the WF output and total load are shown in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Figure A1</xref>. According to the active power proportion of each load bus in the BPA data of the IEEE-9 bus system, we obtained the forecast load curve of each load bus from the forecast total load curve. The power purchase prices of TG units 2 and 3 were 0.17 &#xa5;/kWh and 0.21 &#xa5;/kWh, respectively. The power purchase price of the WF was 0.51 &#xa5;/kWh, and the penalty cost coefficient of the wind curtailment <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>
<italic>w</italic>
</sub> was set as 2.6 &#xa5;/kWh. The rated power and energy of the BES station were 5&#xa0;MW and 10&#xa0;MWh, the charge/discharge efficiency was 96%, and the charge/discharge cost was 0.8 &#xa5;/kWh. The coefficients were set as <italic>L</italic>
<sub>
<italic>u</italic>
</sub>% &#x3d; 3%, <italic>L</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>% &#x3d; 1%, <italic>w</italic>
<sub>
<italic>u</italic>
</sub>% &#x3d; 20%, and <italic>w</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>% &#x3d; 20%.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Modified IEEE-9 bus system.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-857520-g001.tif"/>
</fig>
<sec id="s5-1-1">
<title>5.1.1 Comparative Results of Convex and Non-Convex Models</title>
<p>Taking <italic>z</italic>
<sub>1</sub>, <italic>z</italic>
<sub>2</sub>, <italic>z</italic>
<sub>3</sub>, <italic>z</italic>
<sub>4</sub>, and <italic>z</italic>
<sub>5</sub> as the optimization objectives of the SCUC model, we used the GUROBI solver to solve each single-objective optimization problem (SOP) after convex relaxation of quadratic terms of network loss. We compared the obtained network loss after optimization with the real network loss calculated by substituting the obtained optimal power outputs of units into <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Eq. 9</xref>, and the results are given in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>. It is evident that the difference between the network loss obtained by the convex relaxation method and the real network loss was very small, and the maximum relative error was only 0.224%, which demonstrated that the proposed convex hull relaxation method for the quadratic term of network loss had high computational accuracy.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Comparison of the convex and real network loss of SOPs.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Objective</th>
<th align="center">Convex loss/MWh</th>
<th align="center">Real loss/MWh</th>
<th align="center">Relative error/%</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>1</sub>
</td>
<td align="char" char=".">3.126</td>
<td align="char" char=".">3.119</td>
<td align="char" char=".">0.224</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>2</sub>
</td>
<td align="char" char=".">2.406</td>
<td align="char" char=".">2.406</td>
<td align="char" char=".">0.000</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>3</sub>
</td>
<td align="char" char=".">3.275</td>
<td align="char" char=".">3.277</td>
<td align="char" char=".">0.060</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>4</sub>
</td>
<td align="char" char=".">3.569</td>
<td align="char" char=".">3.574</td>
<td align="char" char=".">0.140</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>5</sub>
</td>
<td align="char" char=".">3.859</td>
<td align="char" char=".">3.867</td>
<td align="char" char=".">0.207</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>We used the SBB solver to solve the original MINNP of the SCUC model. We compared the CPU time of solving the MINNP model with that of solving the MICP model, as shown in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>. We observed that the CPU time of the MICP model decreased more than 75%. Moreover, for the SOP with <italic>z</italic>
<sub>4</sub> as the objective, the optimal solution could not be obtained by solving the MINNP model, but it could be obtained by solving the MICP model. Thus, the proposed convex hull relaxation method could significantly improve the computational efficiency, and the optimal solution of the SCUC model could be obtained more reliably.</p>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>Comparison of CPU time of the MINNP and MICP models.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Objective</th>
<th align="center">MINNP/s</th>
<th align="center">MICP/s</th>
<th align="center">Time saved/%</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>1</sub>
</td>
<td align="center">91.321</td>
<td align="center">12.239</td>
<td align="center">86.598</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>2</sub>
</td>
<td align="center">108.511</td>
<td align="center">25.702</td>
<td align="center">76.314</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>3</sub>
</td>
<td align="center">161.262</td>
<td align="center">24.995</td>
<td align="center">84.500</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>4</sub>
</td>
<td align="center">&#x2014;</td>
<td align="center">13.136</td>
<td align="center">&#x2014;</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>5</sub>
</td>
<td align="center">203.713</td>
<td align="center">37.817</td>
<td align="center">81.436</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s5-1-2">
<title>5.1.2 Solution of the Pareto Frontier and the COS</title>
<p>We analyzed the correlation between the objective functions. We solved each of the five SOPs, and the objective function values of the five optimal solutions are shown in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>. We used these five optimal solutions to calculate Spearman correlation coefficients between the optimization objectives and the sum of the negative correlation coefficients of each optimization objective. The results are given in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementray Table A2</xref>. From <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementray Table A2</xref>, we selected the objective with the largest absolute value of the sum of negative correlation coefficients (i.e., <italic>z</italic>
<sub>5</sub>) as the first-level conflicting objective and selected the objective with the next largest absolute value of the sum of negative correlation coefficients (i.e., <italic>z</italic>
<sub>4</sub>) as the second-level conflicting objective. Thus, we obtained the most conflicting objective set <italic>S</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> &#x3d; [<italic>z</italic>
<sub>4</sub>, <italic>z</italic>
<sub>5</sub>] by the objective selection method, and <italic>z</italic>
<sub>5</sub> and <italic>z</italic>
<sub>4</sub> were the upper layer optimization objectives.</p>
<table-wrap id="T3" position="float">
<label>TABLE 3</label>
<caption>
<p>Objective function values of the SOP solutions.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Objective</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>1</sub>/10<sup>4</sup> &#xa5;</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>2</sub>/MWh</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>3</sub>/10<sup>4</sup> &#xa5;</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>4</sub>/10<sup>4</sup> &#xa5;</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>5</sub>/t</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>1</sub>
</td>
<td align="char" char=".">0.000</td>
<td align="char" char=".">3.126</td>
<td align="char" char=".">96.154</td>
<td align="char" char=".">19.020</td>
<td align="char" char=".">354.327</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>2</sub>
</td>
<td align="char" char=".">11.371</td>
<td align="char" char=".">2.406</td>
<td align="char" char=".">85.050</td>
<td align="char" char=".">18.865</td>
<td align="char" char=".">331.482</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>3</sub>
</td>
<td align="char" char=".">5.676</td>
<td align="char" char=".">3.275</td>
<td align="char" char=".">43.517</td>
<td align="char" char=".">17.702</td>
<td align="char" char=".">395.077</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>4</sub>
</td>
<td align="char" char=".">32.548</td>
<td align="char" char=".">3.569</td>
<td align="char" char=".">66.750</td>
<td align="char" char=".">14.575</td>
<td align="char" char=".">410.951</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>5</sub>
</td>
<td align="char" char=".">6.365</td>
<td align="char" char=".">3.859</td>
<td align="char" char=".">97.249</td>
<td align="char" char=".">19.074</td>
<td align="char" char=".">211.448</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Then, we solved the Pareto frontier of the five-objective SCUC model by the two proposed <italic>&#x3b5;</italic>-constraint methods and the NSGA-II algorithm. Considering the value differences of different objectives, we defined the color column coordinates <italic>k</italic>
<sup>&#x2a;</sup> &#x3d; <italic>z</italic>
<sub>4</sub>
<sup>&#x2a;</sup>/<italic>z</italic>
<sub>5</sub>
<sup>&#x2a;</sup> &#x3d; (<italic>z</italic>
<sub>4</sub>/<italic>z</italic>
<sub>4min</sub>)/(<italic>z</italic>
<sub>5</sub>/<italic>z</italic>
<sub>5min</sub>); thus, as <italic>k</italic>
<sup>&#x2a;</sup> increases, <italic>z</italic>
<sub>4</sub> increases and <italic>z</italic>
<sub>5</sub> decreases.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>1) Grid-based five-objective <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>We calculated <italic>z</italic>
<sub>5max</sub> and <italic>z</italic>
<sub>5min</sub> and obtained the four points of <italic>z</italic>
<sub>5</sub> by setting <italic>q</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; 3. Then, for each <italic>z</italic>
<sub>5<italic>k</italic>
</sub>, according to <xref ref-type="disp-formula" rid="e38">Eq. 38</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e38">Eq. 38</xref>, we obtained <italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>max</sub> and <italic>z</italic>
<sub>4,5<italic>k</italic>min</sub> and obtained the four points of <italic>z</italic>
<sub>4</sub> by setting <italic>q</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; 3. Thus, the total number of grid points of the upper layer two objectives was 16. The Pareto frontier surface of the lower layer three-objective optimization model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e40">Eq. 40</xref>) corresponding to each grid point was solved. After gathering all the obtained optimal solutions and removing the dominated solutions, we obtained the Pareto frontier composed of 427 non-dominated solutions, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. The COS is also obtained and is shown as the red-colored point in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>2) Curve-based five-objective <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Pareto frontier obtained by the grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-857520-g002.tif"/>
</fig>
<p>We used the NNC method to solve the upper layer two-objective optimization model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e41">Eq. 41</xref>). Letting <italic>m</italic> &#x3d; 11, the obtained Pareto frontier curve is shown in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Figure A2</xref>. We added the <italic>k</italic>th point (<italic>z</italic>
<sub>4,<italic>k</italic>
</sub>, <italic>z</italic>
<sub>5,<italic>k</italic>
</sub>) values to the lower layer three-objective optimization model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e42">Eq. 42</xref>) as constraints and solved the Pareto frontier surface of the model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e42">Eq. 42</xref>) corresponding to each point (<italic>z</italic>
<sub>4,<italic>k</italic>
</sub>, <italic>z</italic>
<sub>5,<italic>k</italic>
</sub>). Finally, we obtained the Pareto frontier composed of 595 non-dominated points, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. We also obtained the COS, which is shown as the red-colored point in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Pareto frontier obtained by the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-857520-g003.tif"/>
</fig>
<p>By comparing the computational process and results of the aforementioned two methods, it can be seen that the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method obtained more non-dominated solutions and more compact Pareto frontier surfaces. This is because when the curve-based &#x3b5;-constraint method was used to solve the five-objective SCUC model, the selected points were within the Pareto frontier curve of the upper layer two objectives and had a good non-dominated relationship. However, for the grid-based &#x3b5;-constraint method, although the hierarchical division of grid points seemed to be uniform, it ignored the conflicting relationship between these two objectives, resulting in more dominated points being computed in the lower layer three-objective optimization. Thus, the curve-based &#x3b5;-constraint method could obtain better results because it could obtain more Pareto optimal solutions and supply more trade-off relationship information of different objectives for the final decision of the five-objective SCUC problem.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>3) NSGA-II algorithm.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>We used the gamultiobj (.) function of the NSGA-II algorithm in MATLAB to solve the Pareto frontier of the five-objective SCUC model, which included 100 non-dominated solutions, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>. The obtained Pareto optimal solutions were concentrated and supplied with little trade-off relationship information for the final decision of the five-objective SCUC problem.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Pareto frontier obtained by the NSGA-II algorithm.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-857520-g004.tif"/>
</fig>
<p>We compared the CPU time and COSs of the three methods. The CPU times of the grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method, curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method, and NSGA-II algorithm were 56,703.958&#xa0;s, 33,561.423&#xa0;s, and 117,618.003&#xa0;s, respectively. The two proposed methods had higher computational efficiency, among which the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method had the highest computational efficiency. Since different Pareto optimal solutions can be calculated independently in the two proposed methods, thus, the parallel calculation technique for opening eight threads in the eight cores of the used computer was used to improve the computational efficiency. By the parallel calculation, the CPU times of the grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method and the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method were reduced to 7,260.439&#xa0;s and 4570.952&#xa0;s, and the acceleration ratios were 7.810 and 7.342. These demonstrated that the two proposed methods had good computational performance for solving the five-objective SCUC model, and they were more suitable for solving MaOPs. The COSs of the three methods are shown in <xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref>. The <italic>&#x3bb;</italic> value corresponding to the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method was the largest, which indicated that the obtained COS was the best in the coordinate optimization of the five objectives. Thus, this analysis showed that the curve based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method could obtain the Pareto frontier and the COS more efficiently, and the obtained COS had a better optimization degree.</p>
<table-wrap id="T4" position="float">
<label>TABLE 4</label>
<caption>
<p>Comparisons of the COSs by different methods.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Method</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>1</sub>/10<sup>4</sup> &#xa5;</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>2</sub>/MWh</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>3</sub>/10<sup>4</sup> &#xa5;</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>4</sub>/10<sup>4</sup> &#xa5;</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>5</sub>/t</th>
<th align="center">
<italic>&#x3bb;</italic>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">Grid method</td>
<td align="char" char=".">19.130</td>
<td align="char" char=".">3.488</td>
<td align="char" char=".">67.391</td>
<td align="char" char=".">17.139</td>
<td align="char" char=".">367.603</td>
<td align="char" char=".">0.711</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Curve method</td>
<td align="char" char=".">22.773</td>
<td align="char" char=".">3.371</td>
<td align="char" char=".">59.887</td>
<td align="char" char=".">16.217</td>
<td align="char" char=".">373.966</td>
<td align="char" char=".">0.753</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">NSGA-II</td>
<td align="char" char=".">26.825</td>
<td align="char" char=".">3.392</td>
<td align="char" char=".">71.801</td>
<td align="char" char=".">16.916</td>
<td align="char" char=".">359.184</td>
<td align="char" char=".">0.686</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The power output schedule of the units corresponding to the COS obtained by the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method is shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref>. The PSH and BES stations pumped water and charged energy, respectively, during the low-load time intervals, and they generated electricity and discharged energy, respectively, during the high-load time intervals, which has high flexibility for regulating power rapidly.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Power output schedule of the units.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-857520-g005.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s5-2">
<title>5.2 An Actual Power Grid</title>
<p>The actual power grid includes 1,563 buses, 733 lines, and 1,675 transformers. The main network structure, including several 110&#xa0;kV power plants and lines, is shown in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Figure B1</xref>. The units included two PSH units, six coal-fired TG units, 32 gas-fired TG units, four garbage-fired units, one BES station, and one WF. The parameters of parts of the units are given in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Table B1</xref>. There are five tie lines for power exchange between the grid and outer grids. The power transmission plan curve and total load forecast curve of each tie line are shown in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Figure B2</xref>. The forecast load of each node was determined according to the load percentage in BPA operation data. The forecast output of the WF is shown in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Figure B3</xref>. The values of <italic>L</italic>
<sub>
<italic>u</italic>
</sub>%, <italic>L</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>%, <italic>w</italic>
<sub>
<italic>u</italic>
</sub>%, <italic>w</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>%, and <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>
<italic>w</italic>
</sub> are the same as those given in the <italic>Convex Relaxation of Network Loss</italic> section. For the BES station, the rated power and capacity were 5&#xa0;MW and 10&#xa0;MWh, <italic>C</italic>
<sub>dis<italic>,b</italic>
</sub>/<italic>C</italic>
<sub>ch<italic>,b</italic>
</sub> &#x3d; 0.8 &#xa5;/kWh, and <italic>&#x3b7;</italic>
<sub>dis<italic>,b</italic>
</sub>/<italic>&#x3b7;</italic>
<sub>ch<italic>,b</italic>
</sub> &#x3d; 96%.</p>
<sec id="s5-2-1">
<title>5.2.1 Comparison of Convex and Non-convex Models</title>
<p>Comparative results of the network loss of the five SOPs are shown in <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref>, demonstrating the high computational accuracy of the proposed convex hull relaxation method for the quadratic term of network loss in large-scale SCUC problems. Comparison of the CPU time of the original MINNP model with the MICP model is shown in <xref ref-type="table" rid="T6">Table 6</xref>. The CPU time of the MICP model decreased by more than 90%, and the convergence problem of the MINNP model was also addressed, which demonstrated the high-computational efficiency and convergence of the proposed convex hull relaxation method.</p>
<table-wrap id="T5" position="float">
<label>TABLE 5</label>
<caption>
<p>Comparison of convex and real loss of the SOPs.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Objective</th>
<th align="center">Convex loss/MWh</th>
<th align="center">Real loss/MWh</th>
<th align="center">Relative error/%</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>1</sub>
</td>
<td align="char" char=".">2324.816</td>
<td align="char" char=".">2319.584</td>
<td align="char" char=".">0.226</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>2</sub>
</td>
<td align="char" char=".">2126.807</td>
<td align="char" char=".">2126.265</td>
<td align="char" char=".">0.025</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>3</sub>
</td>
<td align="char" char=".">2191.674</td>
<td align="char" char=".">2177.523</td>
<td align="char" char=".">0.650</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>4</sub>
</td>
<td align="char" char=".">2297.921</td>
<td align="char" char=".">2298.959</td>
<td align="char" char=".">0.045</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>5</sub>
</td>
<td align="char" char=".">2346.977</td>
<td align="char" char=".">2344.412</td>
<td align="char" char=".">0.109</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T6" position="float">
<label>TABLE 6</label>
<caption>
<p>Comparison of the CPU time of the MINNP and MICP models.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Objective</th>
<th align="center">MINNP/s</th>
<th align="center">MICP/s</th>
<th align="center">Time saved/%</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>1</sub>
</td>
<td align="center">10616.795</td>
<td align="center">718.395</td>
<td align="center">93.233</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>2</sub>
</td>
<td align="center">&#x2014;</td>
<td align="center">1350.432</td>
<td align="center">&#x2014;</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>3</sub>
</td>
<td align="center">9138.156</td>
<td align="center">544.190</td>
<td align="center">94.045</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>4</sub>
</td>
<td align="center">6993.678</td>
<td align="center">221.902</td>
<td align="center">96.827</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>5</sub>
</td>
<td align="center">33461.024</td>
<td align="center">366.397</td>
<td align="center">98.905</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s5-2-2">
<title>5.2.2 Solution of the Pareto Frontier and the COS</title>
<p>We calculated Spearman correlation coefficients among the five objective functions and the sum of the negative correlation coefficients of each objective, which are shown in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Table B2</xref>. The absolute sums of the negative correlation coefficients of <italic>z</italic>
<sub>4</sub> and <italic>z</italic>
<sub>5</sub> were the largest. Thus, we selected <italic>S</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> &#x3d; [<italic>z</italic>
<sub>4</sub>, <italic>z</italic>
<sub>5</sub>] as the first-level conflicting objective and <italic>z</italic>
<sub>4</sub> as the second-level conflicting objective.</p>
<p>The NSGA-II algorithm cannot solve this large-scale five-objective SCUC problem because of the huge size of the optimization model. Thus, we compared only the results of the two proposed <italic>&#x3b5;</italic>-constraint methods. For the grid-based five-objective <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method, by setting <italic>q</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>q</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; 2, the total number of grid points of the upper layer two objectives was nine. The Pareto frontier surface of the lower layer three-objective optimization model corresponding to each grid point was obtained by solving <xref ref-type="disp-formula" rid="e40">Eq. 40</xref>. The final Pareto frontier of the five-objective SCUC model is shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>. For the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method, the NNC method was used to solve the Pareto frontier curve of the upper layer two-objective optimization model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e41">Eq. 41</xref>) by setting <italic>m</italic> &#x3d; 6. Then, the Pareto frontier surface of the lower layer three-objective optimization model corresponding to each point (<italic>z</italic>
<sub>4,<italic>k</italic>
</sub>, <italic>z</italic>
<sub>5,<italic>k</italic>
</sub>) was obtained by solving <xref ref-type="disp-formula" rid="e42">Eq. 42</xref>. The final Pareto frontier of the five-objective SCUC model is shown in <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref>. From <xref ref-type="fig" rid="F6">Figures 6</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F7">7</xref>, it can be seen that more Pareto optimal solutions were obtained by the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method than by the grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method. We compared the CPU time of the two methods, the CPU times of the grid-based and curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint methods by the parallel calculation technique were 24765.4 and 16,792.8&#xa0;s, respectively. This demonstrated that the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method had higher computational efficiency than the grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method. Obviously, if the used computer has more cores, the computational efficiency of the proposed curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method will be further increased to satisfy the requirement of actual application. Although the grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method solved a higher number of lower layer three-objective optimization models and consumed more CPU time, many dominated solutions in the obtained results had to be deleted in the final Pareto frontier of the five-objective SCUC model. Thus, the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method had better results and higher computational efficiency than the grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Pareto frontier obtained by the grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-857520-g006.tif"/>
</fig>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Pareto frontier obtained by the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-857520-g007.tif"/>
</fig>
<p>The objective functions of the COSs obtained by the two proposed methods and the five single-objective optimal solutions are shown in <xref ref-type="table" rid="T7">Table 7</xref>. The <italic>&#x3bb;</italic> value of each solution is also listed in the table. The COS obtained by the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method was the best because it had the largest <italic>&#x3bb;</italic> value. The results demonstrated that the proposed curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method could obtain a COS with a better comprehensive optimization degree in the coordinate optimization of the five objectives.</p>
<table-wrap id="T7" position="float">
<label>TABLE 7</label>
<caption>
<p>Comparison of the single-objective solutions and the COS.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Objective</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>1</sub>/10<sup>4</sup> &#xa5;</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>2</sub>/MWh</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>3</sub>/10<sup>4</sup> &#xa5;</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>4</sub>/10<sup>4</sup> &#xa5;</th>
<th align="center">
<italic>z</italic>
<sub>5</sub>/t</th>
<th align="center">
<italic>&#x3bb;</italic>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>1</sub>
</td>
<td align="char" char=".">0.000</td>
<td align="char" char=".">2324.816</td>
<td align="char" char=".">8682.374</td>
<td align="char" char=".">5304.227</td>
<td align="char" char=".">11.856</td>
<td align="char" char=".">0.416</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>2</sub>
</td>
<td align="char" char=".">1237.870</td>
<td align="char" char=".">2126.807</td>
<td align="char" char=".">7859.857</td>
<td align="char" char=".">4788.636</td>
<td align="char" char=".">10.278</td>
<td align="char" char=".">0.498</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>3</sub>
</td>
<td align="char" char=".">1008.185</td>
<td align="char" char=".">2191.674</td>
<td align="char" char=".">6305.338</td>
<td align="char" char=".">4262.701</td>
<td align="char" char=".">11.310</td>
<td align="char" char=".">0.532</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>4</sub>
</td>
<td align="char" char=".">2241.537</td>
<td align="char" char=".">2297.921</td>
<td align="char" char=".">7200.336</td>
<td align="char" char=".">3961.590</td>
<td align="char" char=".">12.281</td>
<td align="char" char=".">0.383</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>z</italic>
<sub>5</sub>
</td>
<td align="char" char=".">1854.669</td>
<td align="char" char=".">2346.977</td>
<td align="char" char=".">9629.219</td>
<td align="char" char=".">5149.155</td>
<td align="char" char=".">6.981</td>
<td align="char" char=".">0.351</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Grid method</td>
<td align="char" char=".">545.263</td>
<td align="char" char=".">2281.855</td>
<td align="char" char=".">7346.926</td>
<td align="char" char=".">4512.276</td>
<td align="char" char=".">8.902</td>
<td align="char" char=".">0.636</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Curve method</td>
<td align="char" char=".">627.635</td>
<td align="char" char=".">2214.980</td>
<td align="char" char=".">7221.109</td>
<td align="char" char=".">4451.038</td>
<td align="char" char=".">9.469</td>
<td align="char" char=".">0.688</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The power output schedules of several units and the BES station corresponding to the COS of the curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method are shown in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref>. The schedules reflected the high flexibility of PSH and BES stations to rapidly regulate their power output.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Power output schedules of some units. <bold>(A)</bold> Several TG and PSH units. <bold>(B)</bold> BES station.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-857520-g008.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s6">
<title>5.3 Results Analysis</title>
<p>From the aforementioned results, the proposed convex hull relaxation method for the quadratic equality of network loss had high computational accuracy, and it could obtain the optimal solution of the SCUC model more efficiently and reliably. For solving the Pareto optimal solutions of the proposed five-objective SCUC model, the proposed curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method had higher computational efficiency than the proposed grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method and the NSGA-II algorithm. Moreover, the obtained COS of the proposed curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method had a better optimization degree than the other two algorithms. By the parallel computation technique, the computational efficiency of the proposed curve-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method for solving the Pareto optimal solutions of the five-objective SCUC model can be greatly increased to satisfy the requirement of actual application.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>6 Conclusion</title>
<p>In this study, we proposed a system flexibility risk index to quantify power system flexibility under the uncertain fluctuation of wind power, including in extreme wind power output scenarios. Then, we established a five-objective SCUC model considering system flexibility. We used the convex hull relaxation method to relax the quadratic equality constraints of network loss in this model and transformed the original MINNP model into the MICP model. According to objective selection and <italic>&#x3b5;</italic>-constraint methods, we proposed a two-objective dimension reduction method to transform the five-objective SCUC model into a series of three-objective SCUC models. We used the NNC method to obtain the evenly distributed Pareto frontier surface of each three-objective SCUC model. Results of case studies on the modified IEEE-9 bus system and an actual power grid demonstrated that the proposed curve-based five-objective <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method could solve the five-objective SCUC problem with higher computational efficiency and obtain a better COS than the grid-based <italic>&#x3b5;</italic>-constraint method. The proposed method also was superior to the NSGA-II algorithm, which was unable to solve the problem altogether.</p>
<p>In future work, we may explore how to extend the proposed method to solve the Pareto frontier of the many-objective SCUC model with more than five objectives and seek to visualize the Pareto frontier in the three-dimensional ordinate space.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s8">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>The raw data supporting the conclusions of this article will be made available by the authors, without undue reservation.</p>
</sec>
<sec id="s9">
<title>Author Contributions</title>
<p>All authors listed have made a substantial, direct, and intellectual contribution to the work and approved it for publication. SL carried out model and methodology construction, supervision, and writing; HW carried out case computation and writing; the contribution of JL and WL is investigation; YL and ML were responsible for supervision.</p>
</sec>
<sec id="s10">
<title>Funding</title>
<p>This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51977080 and 51207056).</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s11">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s12">
<title>Publisher&#x2019;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<sec id="s13">
<title>Supplementary Material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2022.857520/full#supplementary-material">https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2022.857520/full&#x23;supplementary-material</ext-link>
</p>
<supplementary-material xlink:href="DataSheet1.docx" id="SM1" mimetype="application/docx" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Adams</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>O&#x2019;Malley</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hanson</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <source>Flexibility Requirements and Potential Metrics for Variable Generation: Implocations for System Planning Studies</source>. <publisher-loc>Princeton, American</publisher-loc>: <publisher-name>North American Electric Reliability Corporation</publisher-name>, <fpage>14</fpage>&#x2013;<lpage>17</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Agency</surname>
<given-names>I. E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <source>Empowering Variable Renewables-Options for Flexible Electricity Systems</source>. <publisher-loc>Paris, France</publisher-loc>: <publisher-name>OECD Publishing</publisher-name>, <fpage>13</fpage>&#x2013;<lpage>14</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bryson</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mobolurin</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1996</year>). <article-title>An Action Learning Evaluation Procedure for Multiple Criteria Decision Making Problems</article-title>. <source>Eur. J. Oper. Res.</source> <volume>96</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>379</fpage>&#x2013;<lpage>386</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Carrion</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arroyo</surname>
<given-names>J. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2006</year>). <article-title>A Computationally Efficient Mixed-Integer Linear Formulation for the thermal Unit Commitment Problem</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>21</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>1371</fpage>&#x2013;<lpage>1378</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2006.876672</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bai</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Economic Dispatch of Wind Integrated Power Systems with Energy Storage Considering Composite Operating Costs</article-title>. <source>IET Gener. Transm. Distrib.</source> <volume>10</volume> (<issue>5</issue>), <fpage>1294</fpage>&#x2013;<lpage>1303</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1049/iet-gtd.2015.0410</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Robust UC Model Based on Multi&#x2010;band Uncertainty Set Considering the Temporal Correlation of Wind/load Prediction Errors</article-title>. <source>IET Generation, Transm. Distribution</source> <volume>14</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>180</fpage>&#x2013;<lpage>190</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1049/iet-gtd.2019.1439</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ding</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Robust N - K CCUC Model Considering the Fault Outage Probability of Units and Transmission Lines</article-title>. <source>IET Generation, Transm. Distribution</source> <volume>13</volume> (<issue>17</issue>), <fpage>3782</fpage>&#x2013;<lpage>3791</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1049/iet-gtd.2019.0780</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Das</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dennis</surname>
<given-names>J. E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1998</year>). <article-title>Normal-boundary Intersection: A New Method for Generating the Pareto Surface in Nonlinear Multicriteria Optimization Problems</article-title>. <source>SIAM J. Optim.</source> <volume>8</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>631</fpage>&#x2013;<lpage>657</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/S1052623496307510</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deb</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jain</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>An Evolutionary Many-Objective Optimization Algorithm Using Reference-Point-Based Nondominated Sorting Approach, Part I: Solving Problems with Box Constraints</article-title>. <source>IEEE Trans. Evol. Computat.</source> <volume>18</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>577</fpage>&#x2013;<lpage>601</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TEVC.2013.2281535</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deb</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pratap</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Agarwal</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Meyarivan</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2002</year>). <article-title>A Fast and Elitist Multiobjective Genetic Algorithm: NSGA-II</article-title>. <source>IEEE Trans. Evol. Computat.</source> <volume>6</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>182</fpage>&#x2013;<lpage>197</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/4235.996017</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jabr</surname>
<given-names>R. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Singh</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pal</surname>
<given-names>B. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Minimum Loss Network Reconfiguration Using Mixed-Integer Convex Programming</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>27</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>1106</fpage>&#x2013;<lpage>1115</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2011.2180406</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jain</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deb</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>An Evolutionary Many-Objective Optimization Algorithm Using Reference-Point Based Nondominated Sorting Approach, Part II: Handling Constraints and Extending to an Adaptive Approach</article-title>. <source>IEEE Trans. Evol. Computat.</source> <volume>18</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>602</fpage>&#x2013;<lpage>622</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TEVC.2013.2281534</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kou</surname>
<given-names>Y. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>J. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Q. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Many-objective Optimization for Coordinated Operation of Integrated Electricity and Gas Network</article-title>. <source>J. Mod. Power Syst. Clean. Energ.</source> <volume>5</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>350</fpage>&#x2013;<lpage>363</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40565-017-0279-y</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Piecewise Normalized Normal Constraint Method Applied to Minimization of Voltage Deviation and Active Power Loss in an AC-DC Hybrid Power System</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>30</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>1243</fpage>&#x2013;<lpage>1251</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2014.2343625</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vittal</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>The Convex hull of the AC Power Flow Equations in Rectangular Coordinates</article-title>. <source>IEEE Power &#x26; Energy Society General Meeting Boston</source>. </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Normalised normal Constraint Algorithm Applied to Multi&#x2010;objective Security&#x2010;constrained Optimal Generation Dispatch of Large&#x2010;scale Power Systems with Wind Farms and Pumped&#x2010;storage Hydroelectric Stations</article-title>. <source>IET Generation, Transm. Distribution</source> <volume>11</volume> (<issue>6</issue>), <fpage>1539</fpage>&#x2013;<lpage>1548</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1049/iet-gtd.2016.1386</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Milano</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Canizares</surname>
<given-names>C. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Invernizzi</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Multiobjective Optimization for Pricing System Security in Electricity Markets</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>18</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>596</fpage>&#x2013;<lpage>604</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2003.810897</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nezhad</surname>
<given-names>A. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Javadi</surname>
<given-names>M. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahimi</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Applying Augmented &#x190;-Constraint Approach and Lexicographic Optimization to Solve Multi-Objective Hydrothermal Generation Scheduling Considering the Impacts of Pumped-Storage Units</article-title>. <source>Int. J. Electr. Power Energ. Syst.</source> <volume>55</volume>, <fpage>195</fpage>&#x2013;<lpage>204</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijepes.2013.09.006</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="book">
<collab>North American Electric Reliability Corporation</collab> (<year>2010</year>). <source>Special Report: Accommodating High Levels of Variable Generation</source>. <publisher-loc>Princeton, American</publisher-loc>: <publisher-name>North American Electric Reliability Corporation</publisher-name>, <fpage>2</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pourahmadi</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hosseini</surname>
<given-names>S. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fotuhi-Firuzabad</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Economically Optimal Uncertainty Set Characterization for Power System Operational Flexibility</article-title>. <source>IEEE Trans. Ind. Inf.</source> <volume>15</volume> (<issue>10</issue>), <fpage>5456</fpage>&#x2013;<lpage>5465</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TII.2019.2906058</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Reyes</surname>
<given-names>S. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Coello</surname>
<given-names>C. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Multi-objective Particle Swarm Optimizers: a Survey of the State of the Art</article-title>. <source>Int. J. Comput. Intelligence Res.</source> <volume>2</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>287</fpage>&#x2013;<lpage>308</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Roman</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rosehart</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Evenly Distributed Pareto Points in Multi-Objective Optimal Power Flow</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>21</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>1011</fpage>&#x2013;<lpage>1012</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2006.873010</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Storn</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Price</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1997</year>). <article-title>Differential Evolution - a Simple and Efficient Heuristic for Global Optimization over Continuous Spaces</article-title>. <source>J. Glob. Optimization</source> <volume>11</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>341</fpage>&#x2013;<lpage>359</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1023/A:1008202821328</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tan</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shi</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Feng</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <source>Multi-objective Optimal Power Flow Model for Power System Operation Dispatching</source>. <publisher-loc>Hong Kong, China</publisher-loc>: <publisher-name>APPEEC</publisher-name>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ding</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gu</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Operational Flexibility Constrained Intraday Rolling Dispatch Strategy for CHP Microgrid</article-title>. <source>IEEE Access</source> <volume>7</volume>, <fpage>96639</fpage>&#x2013;<lpage>96649</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2019.2929623</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yao</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Objective Reduction Based on Nonlinear Correlation Information Entropy</article-title>. <source>Soft Comput.</source> <volume>20</volume>, <fpage>2393</fpage>&#x2013;<lpage>2407</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00500-015-1648-y</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cao</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>A Day-Ahead Economic Dispatch Method Considering Extreme Scenarios Based on a Wind Power Uncertainty Set</article-title>. <source>Csee Jpes</source> <volume>5</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>224</fpage>&#x2013;<lpage>233</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.17775/CSEEJPES.2016.00620</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yun</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zedi</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zedi</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qian</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qian</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>A Multi Energy Storage System Model Based on Electricity Heat and Hydrogen Coordinated Optimization for Power Grid Flexibility</article-title>. <source>Csee Jpes</source> <volume>5</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>266</fpage>&#x2013;<lpage>274</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.17775/CSEEJPES.2019.00190</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>MOEA/D: A Multiobjective Evolutionary Algorithm Based on Decomposition</article-title>. <source>IEEE Trans. Evol. Computat.</source> <volume>11</volume> (<issue>6</issue>), <fpage>712</fpage>&#x2013;<lpage>731</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TEVC.2007.892759</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guan</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Unified Stochastic and Robust Unit Commitment</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>28</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>3353</fpage>&#x2013;<lpage>3361</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2013.2251916</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Litvinov</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>A Unified Framework for Defining and Measuring Flexibility in Power System</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>31</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>339</fpage>&#x2013;<lpage>347</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2015.2390038</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Litvinov</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Variable Resource Dispatch through Do-Not-Exceed Limit</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>30</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>820</fpage>&#x2013;<lpage>828</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2014.2333367</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>J. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kou</surname>
<given-names>Y. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jing</surname>
<given-names>Z. X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Q. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Towards many-objective Optimization: Objective Analysis, Multi-Objective Optimization and Decision-Making</article-title>. <source>IEEE Access</source> <volume>7</volume>, <fpage>93742</fpage>&#x2013;<lpage>93751</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2019.2926493</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>