Στην διδακτορική διατριβή, μελετήθηκε ο σχεδιασμός, η βελτιστοποίηση της λειτουργίας και η ρύθμιση συστήματος διεσπαρμένης παραγωγής ενέργειας, που περιλαμβάνει φωτοβολταϊκά συστήματα, μηχανές συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού και μονάδες αποθήκευσης θερμότητας και ηλεκτρισμού, ενώ παράλληλα δίνεται η δυνατότητα αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο, η παραγωγή θερμότητας με χρήση μπόιλερ και η μεταφορά θερμότητας μεταξύ των χρηστών μέσω του σχεδιασμού κατάλληλου δικτύου μεταφοράς θερμότητας. Αναπτύχθηκε νέο μοντέλο πρόβλεψης της ηλιακής ακτινοβολίας για την περιοχή της Αθήνας χρησιμοποιώντας την αρχιτεκτονική των τεχνητών νευρωνικών δικτύων ακτινικής συνάρτησης βάσης (Radial Basis Function, RBF), ενώ η σύγκριση των αποτελεσμάτων με τα υπόλοιπα μοντέλα της βιβλιογραφίας που εξετάστηκαν και αξιολογήθηκαν, κατέδειξε την υπεροχή του προτεινόμενου μοντέλου.Αναπτύχθηκε μια νέα μεθοδολογία για τον ακριβή υπολογισμό της γωνίας κλίσης και της κατεύθυνσης των ηλιακών φωτοβολταϊκών συστημάτων, βασιζόμενη επίσης στη μεθοδολογία των τεχνητών νευρωνικών δικτύων.Παρουσιάστηκε πρωτότυπο μοντέλο μεικτού ακεραίου γραμμικού προγραμματισμού (MILP-Mixed Integer Linear Programming), για το βέλτιστο σχεδιασμό και την αξιολόγηση των συστημάτων διεσπαρμένης παραγωγής ενέργειας. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή του μοντέλου σε δεδομένα από το ενεργειακό περιβάλλον στην Ελλάδα καταδεικνύουν τα σημαντικά πλεονεκτήματα, τόσο ως προς το κόστος λειτουργίας όσο και ως προς τα περιβαλλοντολογικά οφέλη αυτών των συστημάτων σε σχέση με τα συμβατικά κεντρικά συστήματα παραγωγής ενέργειας.Εξετάστηκε ακόμη ο συνδυασμός των τεχνολογιών διεσπαρμένης παραγωγής ενέργειας με ένα δίκτυο μεταφοράς θερμότητας και γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Το δίκτυο μεταφοράς θερμότητας μελετήθηκε λεπτομερώς με την ενσωμάτωση ισοζυγίων μάζας και δύο γραμμών μεταφοράς (τροφοδοσίας και συλλογής).Αναπτύχθηκε μία στρατηγική λήψης αποφάσεων για τη βέλτιστη λειτουργία του συστήματος διεσπαρμένης παραγωγής ενέργειας που βασίζεται στη φιλοσοφία του μοντέλου προβλεπτικού ελέγχου (Model Predictive Control-MPC). Το μοντέλο προβλεπτικού ελέγχου που επιλύεται για κάθε χρονική περίοδο διαμορφώνεται σαν ένα μοντέλο μεικτού ακέραιου γραμμικού προγραμματισμού.
Economic Model Predictive Control with Nonlinear Constraint Relaxation for the Operational Management of Water Distribution Networks
