Euristiche di ottimizzazione per il controllo in tempo reale dei consumi energetici di utenti residenziali per le future smart grid

With the revolution introduced by the Smart Grid and the growing interest in renewable sources of energy (photovoltaic panels), power management and power generation for residential can play a key role for increasing the efficiency of the entire electrical system. A more efficient management of energy resources may allow to reduce the cost of the end user’s electricity bill, and to have a positive effect for network operators by reducing the peak power of the overall demand. For achieving the objective mentioned above, the devices in the home and the energy storage systems have to be controlled in an intelligent way, through bo- th the definition of energy plans for future periods and the real-time control of energy resources. In this thesis I propose heuristics for the optimization of the consumption and production of energy in residential buildings for managing in an intelligent manner the home devices, taking into account the presence of re- newable energy sources and storage systems. The ultimate goal is to be able to react in real time to events incorrectly forecast or non-predictable in order to use the energy plan defined in the off-line phase. Finally, I will present the results obtained applying these heuristics on realistic data.

Con la rivoluzione introdotta dalle Smart Grid e il crescente interesse verso le fonti di energia rinnovabile (pannelli fotovoltaici), la gestione dei consumi e della produzione di energia in un contesto residenziale assumerà un ruolo chiave per aumentare l’efficienza dell’intero sistema elettrico. Una gestione più efficiente delle risorse energetiche può permettere infatti da un lato di ridurre il costo della bolletta elettrica dell’utente finale, e dall’altro di ottenere effetti positivi anche per gli operatori di rete riducendo i picchi di potenza della richiesta complessiva. Per perseguire l’obbiettivo sopra citato è necessario controllare in maniera intelligente i dispositivi presenti nell’abitazione e i sistemi di accumulo di energia, sia tramite la definizione di piani energetici per periodi futuri che attraverso il controllo in tempo reale delle risorse energetiche. In questo lavoro di tesi proporrò delle euristiche per l’ottimizzazione dei consumi e della produzione di energia in ambito residenziale che consentono di gestire in maniera intelligente i dispositivi domestici, tenendo anche conto della presenza di fonti di energia rinnovabile e di sistemi di accumulo. L’obbiettivo finale è riuscire a rispettare in tempo reale, i piani energetici definiti in una precedente fase del lavoro, reagendo agli eventi erroneamente previsti o non predicibili. Infine, presenterò i risultati ottenuti applicando tali euristiche sulla base di scenari d’uso e dati realisti.