Βέλτιστη επιλογή εταιρείας ηλεκτρικής ενέργειας & διαχείριση της απόκρισης της ζήτησης βασισμένη στη μηχανική μάθηση και στη θεωρία παιγνίων - Αποστολόπουλος, Παύλος Αθανάσιος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Επικοινωνιών, Ηλεκτρονικής και Συστημάτων Πληροφορικής, 2017)
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη του σύνθετου προβλήματος βέλτιστης επιλογής εταιρείας ηλεκτρικής ενέργειας σε συνδυασμό με τη διαχείριση της απόκρισης της ζήτησης σε ένα έξυπνο δίκτυο διανομής που αποτελείται από πολλαπλές εταιρείες ηλεκτροπαραγωγής και πολλαπλούς χρήστες - καταναλωτές, με την εν λόγω διαχείριση να είναι βασισμένη στην μηχανική μάθηση και στη θεωρία παιγνίων. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας, κάθε εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας χαρακτηρίζεται από τη φήμη και την ανταγωνιστικότητα της. Οι πελάτες που ενεργούν ως αυτοματοποιημένα συστήματα εκμάθησης προσπαθούν ανεξάρτητα να μεγιστοποιήσουν το όφελος τους, το οποίο εκφράζεται με μία συνάρτηση ευχαρίστησης. Από την άλλη πλευρά οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας προσπαθούν εξίσου ανεξάρτητα να μεγιστοποιήσουν τη δική τους συνάρτηση ευχαρίστησης, η οποία είναι άμεσα συνδεδεμένη με το κέρδος που επιτυγχάνουν από την πώληση της ηλεκτρικής ενέργειας. Επομένως, οι καταναλωτές επιλέγουν την πιο κατάλληλη εταιρεία παροχής ηλεκτρικού ρεύματος σύμφωνα με την προσφερόμενη τιμή και τις ανάγκες τους σε ηλεκτρική ενέργεια. Η βέλτιστη επιλογή αυτή επιτυγχάνεται με την εφαρμογή τεχνικής μάθησης. Δεδομένης της επιλογής της εταιρείας της ηλεκτρικής ενέργειας των πελατών, το πρόβλημα διαχείρισης της απόκρισης της ζήτησης (Demand Response Management - DRM) διατυπώνεται ως ένα πλαίσιο θεωρητικής βελτιστοποίησης παιγνίου δύο σταδίων, όπου στο πρώτο στάδιο προσδιορίζεται η βέλτιστη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από τους πελάτες και στο δεύτερο στάδιο υπολογίζεται η βέλτιστη τιμολόγηση από την πλευρά των εταιρειών ηλεκτρικής ενέργειας. Η έξοδος του προβλήματος διαχείρισης της απόκρισης της ζήτησης τροφοδοτεί το σύστημα εκμάθησης με σκοπό τη δημιουργία γνώσης και την ολοκλήρωση της βέλτιστης επιλογής της εταιρείας ηλεκτρικής ενέργειας. Για το σκοπό αυτό προτείνεται ένας επαναληπτικός αλγόριθμος για την εκμάθηση της μάθησης της βέλτιστης επιλογής από την πλευρά των πελατών καθώς επίσης και για την βέλτιστη διαχείριση της ζήτησης του δικτύου από την πλευρά των εταιρειών. Ο αλγόριθμος αυτός προτείνει ένα βέλτιστο πλάνο κατανάλωσης για τους πελάτες το οποίο μεγιστοποιεί την συνάρτηση ευχαρίστησης τους, ενώ συγχρόνως προσδιορίζει την πιο επωφελούμενη τιμολόγηση της ηλεκτρικής ενέργειας από την πλευρά των εταιρειών. Η απόδοση της προτεινόμενης προσέγγισης αξιολογείται μέσω μοντελοποίησης και προσομοίωσης .