Συμβολη Στον Κατανεμημενο Ελεγχο Συστηματων Ηλεκτρικης Ενεργειας Με Μοναδες Διεσπαρμενης Παραγωγης Στην Χαμηλη Ταση

Abstract

Η Διατριβή αυτή πραγματεύεται την αρχιτεκτονική του ευφυούς πράκτορα λογισμικού με σκοπό τον έλεγχο ενός μικροδίκτυο. Ο ευφυής πράκτορας είναι μία οντότητα λογισμικού που έχει δύο βασικές ιδιότητες, αυτήν της ευφυΐας αλλά και της ικανότητας για κοινωνική συμπεριφορά δηλαδή να επικοινωνεί με άλλους πράκτορες.Τα μικροδίκτυα είναι ένα νέο είδος συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας που στο μέλλον αναμένεται να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο. Τα μικροδίκτυα αποτελούνται από μικρές μονάδες παραγωγής όπως μικροτουρμπίνες ή φωτοβολταϊκά σε συνδυασμό με μέσα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας (μπαταρίες, σφόνδυλοι) αλλά και ελεγχόμενα φορτία. Τα παραπάνω λειτουργούν στην χαμηλή τάση, είτε συνδεδεμένα με το κεντρικό δίκτυο παραγωγής ισχύος είτε αποσυνδεδεμένα από το κεντρικό δίκτυο σχηματίζοντας μία νησίδα. Το βασικό χαρακτηριστικό των μικροδικτύων είναι ότι μπορούν να λειτουργούν με ελεγχόμενο τρόπο. Για τον έλεγχο των μικροδικτύων εισάγουμε την έννοια της πολυεπίπεδης μάθησης όπου η διαχείριση της γνώσης χωρίζεται σε πολλαπλά επίπεδα. Οι λειτουργίες του πράκτορα ομαδοποιούνται σε τρία επίπεδα. Το πρώτο επίπεδο αφορά τις τοπικές καθαρά λειτουργίες του πράκτορα σε σχέση με την μονάδα ή το φορτίο που ελέγχει. Το επόμενο επίπεδο αφορά απλές πράξεις και ενέργειας που απαιτούν όμως την συμμετοχή πλέον του ενός πράκτορες ενώ στο τελευταίο επίπεδο το σύνολο των πρακτόρων καλείται να λειτουργήσει σαν ομάδα προκειμένου να φέρει εις πέρας τους πραγματικούς στόχους του συστήματος.Αρχικά δίδεται μία σύντομη περιγραφή της τεχνολογίας των συστημάτων πολλαπλών πρακτόρων καθώς επίσης και αναφορά στο θέμα της πολυεπίπεδης μάθησης. Επιπλέον δίδονται κάποια βασικά στοιχεία της αρχιτεκτονικής του πράκτορα.Στην συνέχεια παρουσιάζεται το πρώτο επίπεδο της πολυεπίπεδης μάθησης και περιγράφονται κάποιες από τις λειτουργίες που μπορεί να επιτελέσει ο πράκτορας τοπικά. Οι λειτουργίες αυτές πρακτικά είναι πάρα πολλές και για αυτόν τον λόγο δίδεται βαρύτητα στις ανάγκες του εργαστηριακού μικροδικτύου και για την ακρίβεια στις μπαταρίες και στον έλεγχο των φορτίων. Μετά το πρώτο επίπεδο μάθησης ακολουθεί το δεύτερο επίπεδο και για την ακρίβεια περιγράφονται μέθοδοι με τις οποίες δύο ή περισσότεροι πράκτορες συντονίζονται με σκοπό να φέρουν εις πέρας ένα συγκεκριμένο στόχο. Στο επίπεδο αυτό η βασική απαίτηση για το αποτέλεσμα είναι να είναι σωστό αλλά και βέλτιστο. Δεδομένου ότι δεν θεωρούμε ακόμη στοχαστικό περιβάλλον η ορθότητα της λύσης είναι μονόδρομος οπότε και οι αλγόριθμοι που θα χρησιμοποιηθούν πρέπει να την εξασφαλίζουν.Στο τρίτο και τελευταίο επίπεδο της μάθησης πολλαπλών επιπέδων οι πράκτορες καλούνται να ολοκληρώσουν τους πραγματικούς στόχους του συστήματος, είτε πρόκειται για την συμμετοχή στην αγορά ενέργειας είτε για τον έλεγχο σε κατάσταση απομονωμένης λειτουργίας από το κεντρικό δίκτυο. Οι γνώσεις τους αλλά και βασικές δυνατότητες για εκτέλεση διαφόρων πράξεων προέρχεται από το προηγούμενα επίπεδα της οργάνωσης. Στο επίπεδο αυτό γίνεται χρήση ενός αλγορίθμου που βασίζεται στην θεωρία της ενισχυτικής μάθησης για περιβάλλον πολλαπλών πρακτόρων.Τέλος γίνεται μία αναφορά σε πρακτικά θέματα του ελέγχου των μικροδικτύων και κυρίως σε εφαρμογές πληροφορικής. Ο ενδιάμεσος κρίκος μεταξύ του κλασικού κεντρικού ελέγχου και των συστημάτων ευφυών πρακτόρων είναι τα κατανεμημένα SCADA σε περιβάλλον διαδικτύου. Ως σκοπός της αναφοράς αυτής είναι να παρουσιάσει βασικές τεχνικές λεπτομέρειες των SCADA αλλά και της συστημάτων υλοποίησης πολλαπλών ευφυών πρακτόρων.