Διαχείριση Ανταπόκρισης Στη Ζήτηση Ηλεκτρικής Ενέργειας Σε Ευφυή Δίκτυα Μέσω Παιγνιοθεωρητικών Μεθόδων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη και ανάλυση της ανταπόκρισης ζήτησης ηλεκτρικού φορτίου σε ευφυή δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας αξιοποιώντας μια παιγνιοθεωρητική προσέγγιση δύο επιπέδων. Τα ευφυή δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας και συγκεκριμένα η διαχείριση ανταπόκρισης ζήτησης, η οποία αποτελεί βασικό συστατικό στοιχείο του μελλοντικού ευφυούς δικτύου, στοχεύουν στη μείωση του μέγιστου φορτίου ηλεκτρικής ενέργειας και στον περιορισμό των έντονων διακυμάνσεων της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Η διαφοροποίηση αυτής της διπλωματικής είναι ότι, ενώ η πλειοψηφία από τις υπάρχουσες μελέτες επικεντρώνεται στο πρόβλημα από τη πλευρά των καταναλωτών θεωρώντας μόνο μία εταιρεία παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, εδώ εξετάζεται ένα σενάριο με πολλαπλές εταιρείες παροχής ηλεκτρικής ενέργειας. Για τη μοντελοποίηση αυτού του σεναρίου χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικά παιγνιοθεωρητικά μοντέλα, που αντιστοιχούν στις ανάγκες της κάθε περίπτωσης. Αρχικά για τη μοντελοποίηση και στη συνέχεια τη προσομοίωση της συμπεριφοράς των οικιακών χρηστών χρησιμοποιείται ένα εξελικτικό παίγνιο, για να παρουσιαστούν περισσότερα ρεαλιστικά οι συμπεριφορές των καταναλωτών. Αντιθέτως οι εταιρείες παροχής ηλεκτρικής ενέργειας μοντελοποιούνται με τη χρήση ενός μη συνεργατικού παιγνίου, που απεικονίζει τις ανταγωνιστικές σχέσεις τους. Τέλος επιδιώκεται σε κάθε χρονική στιγμή να ικανοποιούνται και οι καταναλωτές και οι εταιρείες για αυτό τα παιγνιοθεωρητικά μοντέλα αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους. Στη συνέχεια με τις προσομοιώσεις των διαφορετικών παιγνίων ξεχωριστά αλλά και ταυτόχρονα με τη χρήση επαναληπτικών αλγορίθμων επαληθεύεται ότι με τη χρήση του συγκεκριμένου σεναρίου μπορεί να επιτευχθεί η σύγκλιση στο σημείο ισορροπίας τους και για τα δύο παίγνια. Πραγματοποιούνται προσομοιώσεις για διαφορετικές τιμές καταναλωτών και εταιρειών παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, για να επαληθευτούν και να συγκριθούν τα αποτελέσματα, από τα οποία προκύπτει ότι το συγκεκριμένο σενάριο οδηγεί στα επιθυμητά αποτελέσματα.