عنوان پایان‌نامه
تخمین و بهینه سازی در مدیریت مصرف کننده - محور انرژی در شبکه های هوشمند با رویکرد تئوری بازی ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3096;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78631;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3096;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78631
- تاریخ دفاع
- ۲۵ اسفند ۱۳۹۴
- دانشجو
- حمزه حیدری
- استاد راهنما
- اشکان رحیمی کیان, حامد کبریائی
- چکیده
- نسل جدید شبکه های هوشمند موظف به بهبود شرایط امنیت، قابلیت اطمینان، و صرفه جویی در مصرف انرژی می باشند. شبکه های هوشمند آینده، دارای گره های توزیع‌شده هستند که این گره ها نیازمند برقراری ارتباط با یکدیگر و در برخی موارد، با یک تأمین کننده انرژی، به‌منظور بهبود عملکردشان می باشند. در این جا هدف، مدل سازی رفتار مصرفِ انرژیِ گره های توزیع‌شده، از طریق مطالعه قواعد رفتاری کاربران انرژی و بررسی تعاملات بین کاربران انرژی و تأمین کننده انرژی در شبکه های هوشمند به‌منظور ایجاد امکان مدیریت بهینه انرژی است. لذا مطالعه طرح مدیریتِ انرژیِ مصرف کننده- محور، جهت ترغیب مصرف کننده ها در یک شبکه هوشمند به‌منظور مشارکت داوطلبانه آن ها در طرح مدیریت انرژی مورد بررسی قرار می گیرد. به دلیل خاصیت انبارنشدنی انرژی الکتریکی، اثر زمانی و لحظه ای در بازارهای برق از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. نوسانات تقاضا و خاموشی های احتمالی برای ژنراتورها، باعث ایجاد رفتارهای تصادفی در بازار برق می شود. ازاین‌رو در نظر گرفتن رقابت عرضه انرژی به نیروگاه مرکزی از جانب مصرف کنندگان انرژی، به‌عنوان یک بازی دینامیکی و تصادفی به‌جای در نظر گرفتن آن به‌عنوان یک بازی ایستا و قطعی که معمولاً در اقتصاد در نظر گرفته می شود، مناسب تر به نظر می رسد. در این پایان نامه فرآیند پیشنهاددهی میزان انرژی عرضه شده توسط مصرف کنندگان انرژی (که خود تولیدکننده انرژی نیز می باشند) به نیروگاه مرکزی با قیمت هر واحد انرژی تعیین‌شده توسط نیروگاه مرکزی، با در نظر گرفتن آن به‌عنوان یک بازی استکلبرگ غیرهمکارانه، در قالب یک مسئله بهینه سازی تصادفی فرمول بندی شده و مورد ارزیابی قرار می گیرد. به‌منظور مدل-سازی رقابت پیشنهاددهی مصرف کنندگان، یک فیدبک دینامیکی- تصادفی ارائه می شود و پس از آن برای بررسی رفتار بهینه سازی بازیگران، یک مسئله کنترل بهینه تصادفی فرمول بندی می شود. با این روش پیشنهادی، به سه موضوع حائز اهمیت پرداخته می شود؛ اول آن‌که تأثیر رفتارهای استراتژیک مصرف کنندگان انرژی بر سود حاصل برای هر یک از مصرف کنندگان مورد ارزیابی قرار می گیرد. دوم آن‌که چگونگی بهبود راندمان بازار با در نظر گرفتن رفتار استراتژیک مصرف کنندگان بررسی می شود. سوم آن‌که کاهش هزینه ها برای نیروگاه مرکزی که در نقش رهبر این بازی استکلبرگ می باشد مورد توجه قرار می گیرد و نشان داده می شود که مدیریت بهینه انرژی برای کاربران از طریق حل این بازی ها بدست خواهد آمد. واژه‌های کلیدی: شبکه هوشمند، کنترل بهینه تصادفی، بازی دینامیکی، استکلبرگ غیر همکارانه.
- Abstract
- The new generation of “Smart Grids” are obliged to enhance the security, reliability and power consumption. In order to improve the performance of the smart grids, they would need to have distributed nodes, which the nodes need to communicate with each other, and in some cases, with the energy providers. In this dissertation the goal is the modeling of the distributed nodes of energy consumption through; energy user behavior and interaction between users, the rules between the energy providers and the smart grids in order to enable optimal management of energy. The management of energy consumption based smart grid was studied that leads to encourage the consumers for voluntarily participation in the energy management. Based on non-storability of electrical energy, temporal effects are important in electricity markets. Fluctuations in demand and possible generator blackouts, cause stochastic behavior in the electricity market. Hence, generation competition caused by energy consumers, is more appropriate to supposed as a dynamic and stochastic game instead of static deterministic one. In this dissertation, bidding process of the energy provided by the energy consumers to power plants with a price per unit of energy prescribed by the central power plant would be assessed by taking it as a non-cooperative Stackelberg game, in the configuration of a stochastic optimization problem. For the modeling of consumers bidding competition a dynamic stochastic feedback offered and then to optimize the behavior of players, a stochastic optimal control problem could be devised. With the proposed approach, the interesting issues are addressed: First, what is the effect of generators’ strategic behaviors on individual’s payoffs; second, how market efficiency evolves with generators’ strategic behavior; third, cost decrements of central power station is considered as the leader at Stackelberg game. Likewise, it is shown that optimized energy management would be obtained via the game. Keywords: Smart grid, stochastic optimal control, dynamic game, non-cooperate Stackelberg
