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Type: Dissertação
Title: Asynchronous stochastic dual dynamic programming algorithm applied to hydrothermal coordination
Author(s)/Inventor(s): Rezende, Felipe Dias de
Advisor: Borges, Carmen Lucia Tancredo
Co-advisor: Lima, André Luiz Diniz Souto
Abstract: A otimização do planejamento da geração de energia elétrica é muito importante para alcançar os custos mais baixos possíveis, contrabalanceando da melhor forma com a segurança da rede elétrica. São necessários altos recursos computacionais para resolver esse problema, que é multi-estágio, estocástico, complexo e de grande porte. Em alguns casos, o uso de paralelização torna-se imperativo. Um método amplamente utilizado para resolver problemas de planejamento energético de longo prazo é uma extensão da Programação Dinâmica Dual (PDD), denominada Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE), que utiliza técnicas de amostragem para lidar com problemas da alta dimensionalidade. Neste trabalho é proposto um esquema paralelo assíncrono para a PDDE, que é capaz de superar o sincronismo intrínseco existente no método de paralelização tradicionalmente utilizado para a PDDE, e permitindo explorar melhor os recursos paralelos. Com isso, o algoritmo visa diminuir o tempo total da CPU para resolver o problema. Testes de consistência e desempenho foram aplicados para avaliar a abordagem assíncrona da PDDE e uma variante da mesma em um problema de tamanho equivalente ao sistema brasileiro real, onde se verificaram suas vantagens em relação ao método de paralelização convencionalmente utilizados.
Abstract: Optimizing power generation planning is very important to achieve the lowest possible costs while keeping an adequate trade-off with electrical network security. High computational resources are required to solve this problem, which is a multistage, stochastic, complex and large scale problem. In some cases, the use of parallel schemes becomes mandatory. A widely used method to solve long-term energy planning problems is an extension of Dual Dynamic Programming (DDP) called Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP) which makes use of sampling techniques to be able to deal with high-dimensional state-spaces. In this work we propose an asynchronous SDDP parallel scheme capable of overcoming the intrinsic synchronism of the traditional parallel version of the SDDP method, thus allowing to better exploit the parallel resources and decrease the overall CPU time to solve the problem. Consistency and performance tests were applied to evaluate the proposed asynchronous SDDP approach and one variant of this algorithm in a problem equivalent to the real Brazilian system, where was verified advantages over using the traditional parallel schema.
Keywords: Programação dinâmica dupla estocástica
Paralelo informática
Coordenação hidrotermal
Subject CNPq: Engenharia Elétrica
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2020
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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