Economic Dispatch Problem in Smart Grid: vliv topologie sítě na rychlost konvergence k optimálnímu řešení

Markéta ČESALOVÁ

Bachelor's thesis

Economic Dispatch Problem in Smart Grid: the influence of network topology on the speed of convergence to the optimal solution

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou Economic Dispatch Problem (EDP) v energetických sítích. Economic dispatch je optimalizační problém, jehož úkolem je pokrytí požadovaného zatížení sítě tak, aby výsledná cena za MWh byla minimální. Úvod této bakalářské práce je věnován seznámení se s problematikou energetických sítí. Součástí úvodu je především popis jednotlivých částí energetické sítě a jejich funkce. V další části je popsána grafová teorie, která je využita pro popis topologie sítě. Na příkladech je demonstrován problém nalezení konsenzu různých topologií. V další části je uvedena definice EDP. Nejprve je zpracován centralizovaný způsob nalezení řešení metodou Lagrangeových multiplikátorů. Poté je popsán distribuovaný algoritmus použitý k nalezení optimálního řešení. Oba dva způsoby jsou navzájem porovnány a diskutovány. Následující kapitola je pak věnována řešení EDP pro různé topologie sítě. Jsou uvažovány nejprve dvě topologie se čtyřmi agenty a poté čtyři topologie s pěti agenty. Všechny topologie jsou navzájem porovnány a diskutovány, která z nich je pro řešení nejvhodnější. Poslední část je věnována možným návrhům na zlepšení uvažovaného algoritmu pro řešení EDP.

Abstract:

This Bachelor thesis deals with an issue of Economic Dispatch Problem (EDP) in smart grid. Economic dispatch is optimization problem, its primary task is to cover required load of network so the final price per MWh is minimal. Introduction of this bachelor thesis is dedicated to introduction to power networks. Part of the introduction is mainly describing each part of power network and its function. In the following part graph theory is described. Graph theory is used to describe network topology. Examples demonstrate the problem of finding a consensus of different topology. The next section gives a definition of EDP. First, centralized way of finding solution is processed using Lagrange multiplier method. Then, distributed algorithm used for finding optimal solution is described. Both ways of solution are compared and discussed. The following chapter is devoted to EDP solutions for different network topology. First, two topologies with four agents are considered, followed by four topologies with five agents. All topologies are compared and discussed, which one is the most suitable. The last section is devoted to possible solutions for improving the considered algorithm for solving EDP.

Keywords

cooperative control, economic dispatch problem, energetická síť, grafová teorie, multiagentní systémy, networks, optimalizace, power, smart grid

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 5. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Karel Kubíček

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Bachelor programme / field:
Cybernetics and Control Engineering / Automatic Control and Robotics