Celá tato práce je věnována zkoumání Economic Dispatch Problem (EDP) v energetických sítích a to zejména se zaměřením na distribuovaný způsob řešení. Výsledky
decentralizovaného algoritmu budou porovnány s klasickou centralizovanou metodou a bude tak ověřeno, zda opravdu poskytují oba přístupy stejné výsledky. EDP je
problémem optimalizace výroby elektřiny s cílem minimalizovat náklady a zajistit
dostatečné dodávky elektřiny podle poptávky. Vzhledem k rostoucímu významu
obnovitelných zdrojů energie a liberalizace trhů s elektřinou nabývá EDP stále větší
relevance. Tato práce si klade za cíl porovnat efektivitu centralizovaných a decentralizovaných metod pro řešení EDP v kontextu moderních energetických sítí. Zaměřuje se na zkoumání možností decentralizovaných přístupů a jejich schopnosti
dosáhnout srovnatelných výsledků s tradičními centralizovanými metodami.
Anotace v angličtině
This entire thesis is dedicated to the investigation of the Economic Dispatch Problem (EDP) in power networks, particularly focusing on distributed solutions. The
outcomes of the decentralized algorithm will be compared with the traditional centralized method to verify whether both approaches indeed yield the same results.
EDP is the problem of optimizing power generation to minimize costs and ensure
sufficient electricity supply according to demand. With the growing importance
of renewable energy sources and the liberalization of electricity markets, EDP is
becoming increasingly relevant. This thesis aims to compare the effectiveness of centralized and decentralized methods for addressing EDP in the context of modern
power grids. It focuses on exploring the potential of decentralized approaches and
their capability to achieve comparable results to traditional centralized methods.
Klíčová slova
algoritmus, centralizovaný, decentralizovaný, distribuovaný přístup, economic
dispatch problem, energetická síť, energetika, gradientní metody, grafová teorie
, optimalizace výroby energie
Klíčová slova v angličtině
algorithm, centralized, decentralized, distributed approach, economic
dispatch problem, energy network, energy, gradient methods, graph theory, optimization of energy production
Rozsah průvodní práce
54
Jazyk
CZ
Anotace
Celá tato práce je věnována zkoumání Economic Dispatch Problem (EDP) v energetických sítích a to zejména se zaměřením na distribuovaný způsob řešení. Výsledky
decentralizovaného algoritmu budou porovnány s klasickou centralizovanou metodou a bude tak ověřeno, zda opravdu poskytují oba přístupy stejné výsledky. EDP je
problémem optimalizace výroby elektřiny s cílem minimalizovat náklady a zajistit
dostatečné dodávky elektřiny podle poptávky. Vzhledem k rostoucímu významu
obnovitelných zdrojů energie a liberalizace trhů s elektřinou nabývá EDP stále větší
relevance. Tato práce si klade za cíl porovnat efektivitu centralizovaných a decentralizovaných metod pro řešení EDP v kontextu moderních energetických sítí. Zaměřuje se na zkoumání možností decentralizovaných přístupů a jejich schopnosti
dosáhnout srovnatelných výsledků s tradičními centralizovanými metodami.
Anotace v angličtině
This entire thesis is dedicated to the investigation of the Economic Dispatch Problem (EDP) in power networks, particularly focusing on distributed solutions. The
outcomes of the decentralized algorithm will be compared with the traditional centralized method to verify whether both approaches indeed yield the same results.
EDP is the problem of optimizing power generation to minimize costs and ensure
sufficient electricity supply according to demand. With the growing importance
of renewable energy sources and the liberalization of electricity markets, EDP is
becoming increasingly relevant. This thesis aims to compare the effectiveness of centralized and decentralized methods for addressing EDP in the context of modern
power grids. It focuses on exploring the potential of decentralized approaches and
their capability to achieve comparable results to traditional centralized methods.
Klíčová slova
algoritmus, centralizovaný, decentralizovaný, distribuovaný přístup, economic
dispatch problem, energetická síť, energetika, gradientní metody, grafová teorie
, optimalizace výroby energie
Klíčová slova v angličtině
algorithm, centralized, decentralized, distributed approach, economic
dispatch problem, energy network, energy, gradient methods, graph theory, optimization of energy production
Zásady pro vypracování
Seznamte se s pojmy grafové teorie a jejich vztahem k distribuovaným metodám.
Seznamte se s problematikou řízení a struktury energetických sítí a problematikou Economic Dispatch Problem.
Vyberte si jeden algoritmus pro distribuovaný způsob řešení problematiky Economic Dispatch Problem a ten zpracujte.
Zpracujte několik příkladů a jejich výsledky porovnejte s klasickými centralizovanými metodami (například Lambda-iterační metoda nebo metoda Lagrangeových multiplikátorů).
Vyhodnoťte výsledky poskytnuté Vámi vybraným algoritmem a diskutujte vhodnost vytvořeného řešení.
Zásady pro vypracování
Seznamte se s pojmy grafové teorie a jejich vztahem k distribuovaným metodám.
Seznamte se s problematikou řízení a struktury energetických sítí a problematikou Economic Dispatch Problem.
Vyberte si jeden algoritmus pro distribuovaný způsob řešení problematiky Economic Dispatch Problem a ten zpracujte.
Zpracujte několik příkladů a jejich výsledky porovnejte s klasickými centralizovanými metodami (například Lambda-iterační metoda nebo metoda Lagrangeových multiplikátorů).
Vyhodnoťte výsledky poskytnuté Vámi vybraným algoritmem a diskutujte vhodnost vytvořeného řešení.
Seznam doporučené literatury
[1] Wood, A.J, Wollenberg, B.F., "Power Generation, Operation, and Control", John Wiley & Sons, 2013, ISBN: 0471790559, 9780471790556.
[2] Karel Kubíček, "Economic dispatch problem in power energetic networks", Rigorous Thesis, Pilsen, 2022.
[3] H. Li, Z. Wang, G. Chen and Z. Y. Dong, "Distributed Robust Algorithm for Economic Dispatch in Smart Grids Over General Unbalanced Directed Networks," in IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 16, no. 7, pp. 4322-4332, July 2020, doi: 10.1109/TII.2019.2945601.
[4] S. Yang, S. Tan and J. -X. Xu, "Consensus Based Approach for Economic Dispatch Problem in a Smart Grid," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 28, no. 4, pp. 4416-4426, Nov. 2013, doi: 10.1109/TPWRS.2013.2271640.
[5] Mesbahi, Mehran, and Magnus Egerstedt. Graph Theoretic Methods in Multiagent Networks. STU-Student edition, Princeton University Press, 2010. JSTOR, http://www.jstor.org/stable/j.ctt1287k9b. Accessed 2 Oct. 2023.
[6] K. Kubicek, J. Wolf and V. Helma, "Distributed method for Economic Dispatch Problem with the representation of renewable resources," 2023 24th International Conference on Process Control (PC), Strbske Pleso, Slovakia, 2023, pp. 150-155, doi: 10.1109/PC58330.2023.10217534.
Seznam doporučené literatury
[1] Wood, A.J, Wollenberg, B.F., "Power Generation, Operation, and Control", John Wiley & Sons, 2013, ISBN: 0471790559, 9780471790556.
[2] Karel Kubíček, "Economic dispatch problem in power energetic networks", Rigorous Thesis, Pilsen, 2022.
[3] H. Li, Z. Wang, G. Chen and Z. Y. Dong, "Distributed Robust Algorithm for Economic Dispatch in Smart Grids Over General Unbalanced Directed Networks," in IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 16, no. 7, pp. 4322-4332, July 2020, doi: 10.1109/TII.2019.2945601.
[4] S. Yang, S. Tan and J. -X. Xu, "Consensus Based Approach for Economic Dispatch Problem in a Smart Grid," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 28, no. 4, pp. 4416-4426, Nov. 2013, doi: 10.1109/TPWRS.2013.2271640.
[5] Mesbahi, Mehran, and Magnus Egerstedt. Graph Theoretic Methods in Multiagent Networks. STU-Student edition, Princeton University Press, 2010. JSTOR, http://www.jstor.org/stable/j.ctt1287k9b. Accessed 2 Oct. 2023.
[6] K. Kubicek, J. Wolf and V. Helma, "Distributed method for Economic Dispatch Problem with the representation of renewable resources," 2023 24th International Conference on Process Control (PC), Strbske Pleso, Slovakia, 2023, pp. 150-155, doi: 10.1109/PC58330.2023.10217534.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Hodnocení z obhajoby práce
Výborně
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
- Představení EDP
- Centralizované x Decentralizované řešení
- Formulace problému
- Distribuovaný algoritmus
- Simulace
- Výsledky a průběh experimentu
- Závěr
Otázky:
- Ve druhé kapitole na obrázku 2.1 popisujete základní rozdělení sítě. Jak by jste toto schéma doplnil o distribuované zdroje energie a všechny potřebné komunikační a řídicí vazby? Jakým způsobem by se výsledný obrázek změnil a proč? Takto upravený obrázek popiště.
- Vámi popisovaný distribuovaný algoritmus má jedno omezení na podobu topologie sítě. Souvisí to zjeména s přenosem infromace mezi agenty. O jaké omezení se jedná a proč?
- Ve čtvrté kapitole popisujete možné rozšíření práce o reprezentaci obnovitelných zdrojů. Změnila by se jejich začleněním do algoritmu formulace problému pro řešení EDP? Pokud ano, tak popiště jak.
- V práci je zmíněn termín HiL (Hardware-in-the-Loop). Jaké jsou hlavní rozdíly oproti přístupu Modelin-the-Loop?
- V uvedeném algoritmu je obsaženo omezení výkonu generátorů a ceny paliva pro jednotlivý generátor. Jaká další omezení by se mohla v praxi objevit a jak by se algoritmus zkomplikoval? Jak by to mohlo ovlivnit stabilitu / konvergenci samotného algoritmu?
- Jak byste zobecnil řešení na vodní elektrárny, které dokáží energii generovat i spotřebovávat?