Promotie mw. G.K.H. Larsen: Distributed control of a network with multiple electricity producers and consumers

Promotie: mw. G.K.H. Larsen

Proefschrift: Distributed control of a network with multiple electricity producers and consumers

Promotor(s): prof.dr. J.M.A. Scherpen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Vraag en aanbod beter in balans in de Smart Grid

In haar proefschrift beschrijft Gunn Larsen onderzoek naar gedistribueerde besluitvorming in een elektriciteitsnetwerk (Smart Grid) met meerdere elektriciteitsproducenten en -consumenten. Het doel is om door middel van informatie-uitwisseling de vraag naar en de productie van elektriciteit in balans te brengen in onderdelen van het netwerk, bijvoorbeeld in een woonwijk. Hierbij nemen we aan dat de producenten en consumenten als actieve ‘agents’ kunnen opereren en, binnen grenzen, kunnen beslissen wanneer zij energie-vragende of energie-producerende apparaten aan en uit zetten. Door deze beslissingen goed op elkaar af te stemmen kan de belasting van, bijvoorbeeld, een bijbehorend transformatiestation verminderen en de energieconsumptie van het elektriciteitsnetwerk als geheel afnemen.

Omdat het gedrag en de toestand van vele (honderden) apparaten deze beslissingen beïnvloeden, is het nodig om computeralgoritmes te ontwikkelen die deze beslissingen coördineren. Binnen een dergelijk grootschalig optimalisatieprobleem is het vinden van schaalbare algoritmen een grote uitdaging.

Larsen onderzocht hoe een bestaand gedistribueerd Model Predictive Control (MPC) algoritme aangepast en geïmplementeerd kan worden voor dergelijke Smart Grids. Deze methode lijkt op voorhand goed schaalbaar, aangezien de beslissingen gedistribueerd worden berekend. Daarnaast maakt deze methode het mogelijk om te anticiperen op toekomstige situaties binnen het netwerk en rekening te houden met technische beperkingen van de agents in het netwerk. De toepasbaarheid van deze MPC algoritmes voor de control van energie-agents wordt verder onderzocht.

Larsen concludeert in het algemeen dat de onderzochte modelering in combinatie met het gedistribueerde MPC algoritme goed gebruikt kan worden om lokale beslissingen in het Smart Grid te coördineren.

Het onderzoek van Gunn Larsen werd uitgevoerd aan het Research Institute of Technology and Management (ITM) van de RUG. Larsen gaat door als postdoc aan de Rijksuniversiteit Groningen.