Urban load optimization based on agent-based model representation

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Luz, Guilherme Pontes
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/34898
Resumo: Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018
id RCAP_1051ea48cd96de3bd5e772c2ea6b5a88
oai_identifier_str oai:repositorio.ul.pt:10451/34898
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Urban load optimization based on agent-based model representationAgentesOtimizaçãoJogos de dois níveisResposta da procuraGestão do lado da procuraTeses de mestrado - 2018Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia AmbientalTese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018O sistema energético atravessará uma profunda transformação nos próximos anos à medida que a produção renovável distribuída, a flexibilidade no lado do consumo e as funcionalidades de SmartGrid são implementadas. Este processo, conduzido em grande parte pelas imposições causadas pelos efeitos das alterações climáticas, implica profundas transformações na produção e consumo de energia e torna a transição energética extremamente urgente. Simultaneamente, novos players, entidades e modelos de negócio têm emergido em quase todos os níveis da cadeia energética desde a produção, a transmissão, distribuição e comercialização até à gestão da rede elétrica, num movimento conduzido pelo processo de particionamento (unbundling) do sistema elétrico e pela exigência de um sistema mais descentralizado e horizontal. O efeito combinado desta nova paisagem energética torna possíveis novas funcionalidades e arquitecturas de sistema na mesma medida em que coloca enormes problemas de natureza física e matemática mas também enormes questões económicas, sociais e políticas que terão, necessariamente, de ser abordadas e resolvidas. A Gestão do Consumo é um termo abrangente que representa tanto os mecanismos de Resposta na Procura (Demand Response) ou a Gestão no Lado da Procura (Demand-Side Management) e que se impõe como um dos problemas actuais mais importantes em sistemas energéticos inteligentes caracterizados por altas penetrações renováveis e mecanismos de mercado. Para resolver estes problemas, um conjunto de métodos matemáticos e computacionais têm sido propostos nos últimos anos. Otimização distribuída e sistemas inteligentes, sistemas baseados em agentes de software e teoria de jogos encontram-se entre algumas das ferramentas usadas para otimizar o consumo de energia e determinar o agendamento e a alocação ótima de equipamentos e máquinas para consumidores residenciais, comerciais e industriais. Na sequência de trabalhos prévios disponíveis na literatura da especialidade, o presente trabalho propõe um modelo geral para abordar o problema da otimização de cargas através de arquitecturas e métodos baseados no paradigma dos Agentes. O trabalho começa por definir agentes em pontos críticos da rede elétrica e os seus processos internos de raciocínio representados por modelos de otimização matemática. Seguidamente as interações entre agentes são modeladas como um jogo de dois níveis (bi-level game) entre uma entidade gestora da rede e consumidores de energia tipificados de forma a coordenar o carregamento de diversos equipamentos, incluindo veículos elétricos, e determinar uma solução admissível para o sistema global. A funcionalidade geral do modelo proposto é demonstrada através da sua implementação em software proprietário e recorrendo a um conjunto de dados específicos. Está, então, pronto para ser complementado e refinado no futuro de forma a ser aplicado em problemas do mundo real, de grandes dimensões, mas também novas implementações em software open source de forma a ficar acessível a novos utilizadores.The energy system is expected to go through a phase change in coming years as distributed generation, demand flexibility and SmartGrid features gets implemented. The main driver for this process, climate change, imposes constraints on energy production and consumption making energy transition extremely urgent. Simultaneously, new players, entities and business models have emerged at almost all levels of the energy chain from production, transmission, distribution and commercialization down to power grid management driven by the unbundling process and the call for a more decentralized and horizontal energy system. The combined effect of this new energy landscape makes new system’s architectures and functionalities desirable and possible, but poses huge physical, mathematical, engineering, economic and political questions and problems that need to be tackled. Load Management is one broad term depicting Demand-Side Management and Demand Response mechanisms and is one of the pressing problems on smart energy systems. To solve them, a plethora of computational and mathematical methods have been proposed in recent years. Distributed optimization and intelligence, software agents, agent-based systems and game theory are among the tools used to optimize load consumption and determine optimal device scheduling for residential, commercial and industrial power consumers Following previous work found in literature, the present work proposes a general framework to treat the load optimization problem using agent-based architectures and models. We start by defining agents at critical points within the power grid as well as their internal reasoning process depicted by mathematical optimization models. We then proceed to model the cooperative interactions between agents as a Bi-level game between a grid entity and typified power consumers in order to coordinate the charging of several appliances and electrical vehicles and determine a feasible solution for the global system. We show the general functionality of the framework by implementing it in software and applying it to specific datasets. The framework is suitable for further refinement and development when applied to real world problems.Estanqueiro, Ana IsabelDuque, JoaquimRepositório da Universidade de LisboaLuz, Guilherme Pontes2018-09-27T18:13:04Z201820182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/34898TID:201989158enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:30:31Zoai:repositorio.ul.pt:10451/34898Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:49:30.829441Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Urban load optimization based on agent-based model representation
title Urban load optimization based on agent-based model representation
spellingShingle Urban load optimization based on agent-based model representation
Luz, Guilherme Pontes
Agentes
Otimização
Jogos de dois níveis
Resposta da procura
Gestão do lado da procura
Teses de mestrado - 2018
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Ambiental
title_short Urban load optimization based on agent-based model representation
title_full Urban load optimization based on agent-based model representation
title_fullStr Urban load optimization based on agent-based model representation
title_full_unstemmed Urban load optimization based on agent-based model representation
title_sort Urban load optimization based on agent-based model representation
author Luz, Guilherme Pontes
author_facet Luz, Guilherme Pontes
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Estanqueiro, Ana Isabel
Duque, Joaquim
Repositório da Universidade de Lisboa
dc.contributor.author.fl_str_mv Luz, Guilherme Pontes
dc.subject.por.fl_str_mv Agentes
Otimização
Jogos de dois níveis
Resposta da procura
Gestão do lado da procura
Teses de mestrado - 2018
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Ambiental
topic Agentes
Otimização
Jogos de dois níveis
Resposta da procura
Gestão do lado da procura
Teses de mestrado - 2018
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Ambiental
description Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-09-27T18:13:04Z
2018
2018
2018-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10451/34898
TID:201989158
url http://hdl.handle.net/10451/34898
identifier_str_mv TID:201989158
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799134427468529664

Registros relacionados