Bilevel optimization in electricity markets

Rekenen aan een complex energiesysteem van de toekomst

Het energiesysteem van de toekomst is een uitdaging om te beheren: consumenten nemen stroom af maar leveren ook terug (en worden dus ook wel prosumenten genoemd), en zogenaamde aggregators leveren energie uit verschillende bronnen (bijvoorbeeld zonnepanelen, windmolens en uit energie-opslag). De actieve deelname van prosumenten en aggregators in de energiemarkt maakt dat de optimale toewijzing van energiebronnen en het stabiel houden van het netwerk lastig te berekenen is. 

In zijn promotieonderzoek bestudeerde Koorosh Shomalzadeh de interacties tussen een op eigenbelang gerichte aggregator en een groep prosumenten. De aggregator fungeert als prijsnemer in de energiemarkt maar als prijszetter voor de prosumenten, die op hun beurt prijsnemers zijn in hun omgang met de aggregator. Hierbij is sprake van twee niveaus van besluitvorming: de individuele prosumenten willen hun energieverbruik en -productie optimaliseren, terwijl het probleem op het hogere niveau draait om het optimaliseren van de beslissingen van de aggregator, om de interacties met de prosumenten effectief te sturen. Het ontwikkelen van oplossingsalgoritmen voor zulke geneste optimalisatieproblemen is uitdagend vanwege de complexiteit, de vereisten op rekengebied, de niet-lineariteit, niet-convexiteit en de hoge dimensionaliteit. Shomalzadeh ontwikkelde technieken om dit optimalisatieprobleem te stroomlijnen door het aantal beslissingsvariabelen te verminderen; deze zorgen ervoor dat het numeriek oplossen soepeler en beter schaalbaar is.

Koorosh Shomalzadeh voerde zijn onderzoek uit bij het Bernoulli Institute for Mathematics, Computer Science and Artificial Intelligence, afdeling Systems, Control and Applied Analysis, met financiering van NWO. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij de Rijksuniversiteit Groningen. 

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/cbe45241-5a73-41c9-a888-2b9638dcab93