Εφαρμογή της τεχνολογίας Blockchain για την επίλυση του προβλήματος οικονομικής κατανομής φορτίου

Κάππος, Ηλίας; Kappos, Ilias

dc.contributor.author	Κάππος, Ηλίας
dc.contributor.author	Kappos, Ilias	en
dc.date.accessioned	2019-10-29T11:41:58Z
dc.date.available	2019-10-29T11:41:58Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49360
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17058
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Πρόβλημα οικονομικής κατανομής φορτίου	el
dc.subject	Κατανεμημένος/αποκεντρωμένος αλγόριθμος	el
dc.subject	ADMM	en
dc.subject	Blockchain	en
dc.subject	Ethereum	en
dc.subject	Gas	en
dc.subject	Ευφυή δίκτυα	el
dc.subject	Διεσπαρμένη παραγωγή	el
dc.title	Εφαρμογή της τεχνολογίας Blockchain για την επίλυση του προβλήματος οικονομικής κατανομής φορτίου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Κατανεμημένες τεχνολογίες	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-10
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική επιλύεται το πρόβλημα Οικονομικής Κατανομής Φορτίου με κατανεμημένο-αποκεντρωμένο τρόπο. Το πρόβλημα Οικονομικής Κατανομής Φορτίου είναι ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα βελτιστοποίησης στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας (ΣΗΕ), όπου στόχος είναι να ελαχιστοποιηθεί το συνολικό κόστος παραγωγής των γεννητριών ενός συστήματος αλλά παράλληλα να ικανοποιείται η ζήτηση του φορτίου και να μην παραβιάζονται κάποιοι περιορισμοί σχετικοί με τη λειτουργία των γεννητριών και με το σύστημα μεταφοράς. Γενικά έχουν προταθεί πολλοί τρόποι επίλυσης του συγκεκριμένου προβλήματος, όπως η μέθοδος πολλαπλασιαστών Lagrange καθώς και η μέθοδος ADMM. Στη εν λόγω εργασία προτείνεται η επίλυση του προβλήματος Οικονομικής Κατανομής Φορτίου με τη μέθοδο ADMM, με τη διαφορά ότι ένα βήμα της (ο κεντρικός υπολογισμός) θα εκτελείται μέσω ενός “έξυπνου συμβολαίου” (smart contract) στο Βlockchain, κάνοντας τον συνολικό αλγόριθμο κατανεμημένο. Μέσω του προτεινόμενου αλγορίθμου, οι κόμβοι του δικτύου (γεννήτριες) είναι μέλη ενός Ethereum Blockchain, στο οποίο έχει αναπτυχθεί (deployed) ένα πρωτόκολλο σύμφωνα με το οποίο συλλέγονται οι λύσεις του προβλήματος βελτιστοποίησης που λύνουν τοπικά οι κόμβοι λαμβάνοντας υπόψη τα τοπικά όρια παραγωγής τους και στη συνέχεια υπολογίζεται η ανανέωση της καθολικής (global) μεταβλητής κάθε γεννήτριας, λύνοντας το πρόβλημα βελτιστοποίησης με τον περιορισμό να καλύπτεται η ζήτηση φορτίου του συστήματος. Ο κώδικας εκτελείται ταυτόχρονα σε κάθε κόμβο του δικτύου και τα αποτελέσματα είναι κοινά για όλους. Τέλος παρατίθενται διάφορα σενάρια εκτέλεσης του παραπάνω αλγορίθμου ώστε να προκύψουν συμπεράσματα. Κάθε φορά τα αποτελέσματα συγκρίνονται με τα αποτελέσματα του αντίστοιχου κεντρικού αλγορίθμου που επιλύει το πρόβλημα Οικονομικής Κατανομής Φορτίου με την ΑDMM. Επίσης οι κόμβοι προκείμενου να μπορούν να στέλνουν δεδομένα στο Blockchain πληρώνουν το καύσιμο του Ethereum, το gas, και έτσι λοιπόν εξετάζεται και η οικονομική τους επιβάρυνση σε κάθε εκτέλεση του αλγορίθμου.	el
heal.abstract	The present diploma thesis addresses the Economic Dispatch Problem (EDP) in a de-centralized way. The Economic Dispatch Problem (EDP) is one of the most important optimization problemsin power systems, where the goal is to minimize the total cost ofthepower generationin a generators’system andat the same time to meet the load demand and respect the technical constraints ofthe generators and the transmission systemconstraints.Many algorithms have been proposed to solve the EDP, such as the Lagrange multipliers method and the ADMM. In this project, the ADMM method is adopted for calculating the optimalloadallocation, with the exception that the cen-tralizedcomputation step isperformed bya "smart contract" on a blockchain, leading this way to a distributed algorithm.Inthe proposed algorithm, the network nodes (generators) are members of an Ethereum Blockchain, in whichthere is a protocol implemented that aggregates the solutions of local optimization problemstaking into accounttheir localoutput limits and subsequently calculates the updatesof the global variable,bysolving the globaloptimization problem integrating the total load satisfactionconstraint. The code is ex-ecutedsimultaneously on everynode oftheEthereumnetwork providing this way commonresults.Finally, various execution scenarios of the above algorithm are presented in order to draw conclusions. In each scenario, the results are compared with the results of the equivalentcentralizedalgorithm that solves the EDP using the ADMM.Duetothe fact that the computational steps in Ethereum are costly(the Ethereum fuel), the fi-nancial cost is alsoexamined forevery node invarious execution scenarios	en
heal.advisorName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος
heal.committeeMemberName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος
heal.committeeMemberName	Γεωργιλάκης, Παύλος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	143 σ.
heal.fullTextAvailability	false