Implementazione di un sistema di ottimizzazione della gestione dell'accumulo di energia elettrica basato sulla 'Teoria dei Giochi'.

Baltieri, M. (2013) Implementazione di un sistema di ottimizzazione della gestione dell'accumulo di energia elettrica basato sulla 'Teoria dei Giochi'. Masters thesis, University of Trento.

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Abstract

Il mondo energetico attuale è in continua evoluzione e deve confrontarsi con strutture industriali e civili sempre più energivore, con una nuova sensibilità ambientale, con costi sempre maggiori di produzione dell'energia da fonti fossili e con nuove tecnologie di generazione distribuita dell'energia e provenienti da fonti rinnovabili. La risposta a queste nuove sfide risulta essere l'applicazione delle nuove tecnologie dell'informazione e della comunicazione (ICT) nel mondo della distribuzione, dell'accumulo e dell'utilizzo e gestione dell'energia. In dettaglio, le trasformazioni in atto considerano il passaggio da un approccio tradizionale di rete energetica in cui il flusso è unidirezionale e parte da grandi centrali di produzione verso gli utenti (approccio top-down) a quello di rete distribuita che considera un flusso bi-direzionale di energia ed informazione 'SMART Grid' che coinvolge sia i dispositivi di consumo e generazione connessi all'interno della rete sia gli utenti della rete stessa. A tale proposito, gli utilizzatori finali di energia, che nella rete tradizionale subiscono passivamente scelte e imposizioni possono diventare parte attiva della rete SMART e con il loro comportamento ne influenzano prestazioni ed efficienza. Il progetto si propone l'obiettivo di implementare un sistema di gestione di accumulo e consumo dell'energia basato sulla cosiddetta 'Teoria dei Giochi'. In dettaglio, esso considera una Smart Grid in cui un'unica fonte di energia è condivisa da utenti che hanno la possibilità di: utilizzare l'energia proveniente dalla rete (a) per i loro consumi o (b) per caricare una batteria e (c) utilizzare l'energia della batteria per soddisfare le proprie necessità energetiche. Gli utenti interagiscono tra loro all'interno della rete in modo egoista alla ricerca del programma di utilizzo dell'energia che permetta loro di ottenere l'energia necessaria al minor costo. Mediante l'utilizzo di un sistema di incentivi basato sul prezzo dell'energia ogni utente è spinto volontariamente a cooperare con gli altri utenti e seguendo le regole descritte nella Teoria dei Giochi si dimostra come la soluzione di un problema locale (scegliere il profilo di consumo/accumulo e gestione dell'energia dal minor costo per ciascun utente) risulta essere anche la soluzione ottima per il sistema nella sua globalità , cioè il costo totale dell'energia utilizzata dal sistema è minimo. Inoltre, il calcolo dell'equilibrio di Nash del sistema permette di individuare il numero di utenti per cui è vantaggioso utilizzare un sistema di stoccaggio dell'energia. Competenze Acquisite al Termine del Progetto: 1. Nozioni base sulla SMART Grid Energetica; 2. Nozioni base sulla Teoria dei Giochi; 3. Programmazione avanzata in C++ - Utilizzo di Librerie non standard; 4. Ottimizzazione di funzioni convesse soggette a vincoli.

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