Συντάχθηκε 04-07-2022 11:33
Τόπος: Η παρουσίαση θα γίνει με τηλεδιάσκεψη.
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 08/07/2022 09:00
Λήξη: 08/07/2022 10:00
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΙΑΤΡΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ
Θέμα:
Σχεδιασμός και Υλοποίηση Μικροϋπηρεσιών για την Έξυπνη Φόρτιση/Αποφόρτιση Ηλεκτρικών Οχημάτων χρησιμοποιώντας την Πλατφόρμα Διαδικτύου των Πραγμάτων ΣΥΝΑΙΣΘΗΣΗ
Design and Implementation of Microservices for Smart EV Charging/Discharging using the SYNAISTHISI IoT Platform
Εξεταστική Επιτροπή
Αν. Καθηγητής Γεώργιος Χαλκιαδάκης (επιβλέπων)
Αν. Καθηγητής Βασίλης Σαμολαδάς
Δρ. Νικόλαος Σπανουδάκης (ΕΔΙΠ, Σχολή ΜΠΔ)
Περίληψη
Η αυξανόμενη χρήση ηλεκτρικών οχημάτων και η ενσωμάτωση ανανεώσιμών πηγών ηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να προκαλέσουν αστάθεια σε ένα δίκτυο κατανομής ενέργειας. Η αναβάθμιση του δικτύου μέσω της ανάπτυξης υπηρεσιών που θα επεκτείνουν τις δυνατότητές του αξιοποιώντας τα νέα χαρακτηριστικά του συστήματος είναι απαραίτητη. Σε αυτή την διπλωματική εργασία προτείνουμε μια ανοιχτή αρχιτεκτονική πολυπρακτορικών συστημάτων (MAS) για τα σημαντικά και ενδιαφέροντα προβλήματα φόρτισης από-το-δίκτυο-στο-όχημα (G2V) και εκφόρτισης από-το-όχημα-στο-δίκτυο (V2G).
Για την προώθηση της επεκτασιμότητας, η λύση μας παρέχεται στο μορφή αρθρωτών μικροϋπηρεσιών που διασυνδέονται χρησιμοποιώντας μια πλατφόρμα Διαδικτύου των Πράγματων (IoT) με πολλαπλά πρωτόκολλα. Από τη μία πλευρά, η σπονδυλωτότητα χαμηλού επιπέδου των υπηρεσιών Έξυπνου Ηλεκτρικού Δικτύου επιτρέπει την απρόσκοπτη ενσωμάτωση διαφορετικών στρατηγικών πρακτόρων, μηχανισμών τιμολόγησης και αλγορίθμων. Από την άλλη, η υλοποίηση που βασίζεται στο (IoT) προσφέρει αμφότερα άμεση εφαρμογή σε πραγματικές ρυθμίσεις, καθώς και προηγμένες δυνατότητες ανάλυσης, ενεργοποιώντας ψηφιακά δίδυμα μοντέλα για οικοσυστήματα Έξυπνου Ηλεκτρικού Δικτύου. Αυτές οι δυνατότητες παρέχονται από την πλατφόρμα ΙοΤ ΣΥΝΑΙΣΘΗΣΗ που χρησιμοποιείται για την παροχή της απαραίτητης υποδομής για τη διασύνδεση ετερογενών πρακτόρων, συσκευών και υπηρεσιών μέσω του δικτύου.
Περιγράφουμε την βασισμένη σε MAS/IoT αρχιτεκτονική μας και παρουσιάζουμε αποτελέσματα από προσομοιώσεις που ενσωματώνουν μεγάλους αριθμούς ετερογενών πρακτόρων Έξυπνου Ηλεκτρικού Δικτύου, οι οποίοι ενδέχεται να ακολουθούν διαφορετικές στρατηγικές για τις εργασίες λήψης αποφάσεων.Πιο συγκεκριμένα, οι προσομοιώσεις μας συγκρίνουν διαφορετικούς αλγορίθμους προγραμματισμού φόρτισης και μηχανισμούς τιμολόγησης που μπορούν να βρεθούν στην βιβλιογραφία. Επιπλέον, η δομή μας επιτρέπει τη δοκιμή διαφόρων σχημάτων σε λειτουργία προσομοίωσης και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως βάση για την υλοποίηση πρωτοτύπων πραγματικού κόσμου για την παροχή υπηρεσιών V2G/G2V μεγάλης κλίμακας.
Abstract
The increasing number of electric vehicles and the integration of renewable sources can cause imbalance in a Grid. Its upgrade via the development of services that expand its capabilities by utilizing the new features of the system is necessary. In this work, we put forward an open multi-agent systems (MAS) architecture for the important and interesting problem of charging grid-to-vehicle (G2V) and discharging vehicle-to-grid (V2G).
To promote scalability, our solution is provided in the form of modular microservices that are interconnected using a multi-protocol Internet of Things (IoT) platform. On the one hand, the low-level modularity of Smart Grid services allows the seamless integration of different agent strategies, pricing mechanisms and algorithms; and on the other, the IoT-based implementation offers both direct applicability in real-world settings, as well as advanced analytics capabilities by enabling digital twins models for Smart Grid ecosystems. These features are provided by the SYNAISTHISI IoT platform that is used to provide the necessary infrastructure to interconnect heterogeneous agents, devices and services over the network.
We describe our MAS/IoT-based architecture and present results from simulations that incorporate large numbers of heterogeneous Smart Grid agents, which might follow different strategies for their decision making tasks. More specifically, our simulations compare different charging scheduling algorithms and pricing mechanisms that can be found in the literature. Furthermore, our framework enables the testing of various schemes in simulation mode, and can also be used as the basis for the implementation of real-world prototypes for the delivery of large-scale V2G/G2V services.
