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Pubblicazioni - Articolo ISI

A Reinforcement Learning controller optimizing costs and battery State ofHealth in smart grids

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A Reinforcement Learning controller optimizing costs and battery State ofHealth in smart grids

Le reti intelligenti consentono flussi bidirezionali di elettricità e informazioni tra i clienti, che possono produrre e consumare energia. Un controllore Reinforcement Learning ottimizza il flusso di energia, bilanciando i costi degli scambi con la rete e il degrado della batteria.

Le Smart Grids rappresentano l’evoluzione delle tradizionali reti elettriche e consentono flussi bidirezionali di elettricità e informazioni tra attori diversi. Ai margini di questa rete, gli utenti possono sia produrre che consumare energia. A causa della natura intermittente delle fonti di energia rinnovabile, gli utenti sono caratterizzati da momenti di surplus e deficit energetico.

 

Per risolvere questo problema, gli utenti sono collegati alla rete elettrica e, di solito, sono dotati anche di batterie agli ioni di litio posizionate vicino alla fonte di energia utilizzata per immagazzinare l’energia in eccesso per un uso successivo, riducendo gli scambi costosi con la rete. Da un lato, l’utilizzo della batteria al massimo delle sue capacità comporta significativi risparmi economici.

 

Dall’altro lato, un uso intensivo della batteria porta a degradazione e, di conseguenza, a una necessità di sostituzione più frequente della batteria. Pertanto, a seconda del costo dell’energia e delle batterie, è necessario scegliere attentamente quando è conveniente utilizzarla. Per evitare inefficienze, è comune progettare controllori che regolano il flusso di energia all’interno delle batterie, decidendo se scambiare energia con la rete o immagazzinarla nella batteria.

 

In questo lavoro, è stato sviluppato un controller di Apprendimento Rinforzato che ottimizza il flusso di energia. L’obiettivo del controllore è bilanciare i costi degli scambi con la rete e quelli derivanti dalla degradazione dovuta all’uso della batteria. Una campagna sperimentale sintetica condotta utilizzando dati da casi studio reali dimostra che la politica di controllo appresa mostra un miglioramento nel caso peggiore del 3% rispetto ad alcuni approcci proposti in letteratura.

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