APPROXIMATION METHODS OF VECTOR OPTIMIZATION WITH APPLICATION TO THE DEMAND-RESPONSE MODEL OF SMART GRIDS. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF PhD Thesis-Norah Almuraysil .pdf Restricted to Repository staff only until 26 October 2025. Download (2MB)

Arabic Abstract

تطور هذه الأطروحة خوارزمية التقريب الخارجي، وهي إحدى الطرق لحل مشاكل تحسين المتجهات مع تركيز خاص على مشاكل تحسين المتجهات المحدبة. تشمل التحسينات المقترحة تركيزًا على مجالين رئيسيين: تقنيات التماثل والتي تقوم بتحويل مشكلة تحسين المتجه إلى مشكلة عددية؛ مما يسهل العثور على الحلول. أما بالنسبة للمجال الآخر، فهو عن طرق اختيار الإتجاه والتي تم إثبات فعاليتها من خلال أمثلة رياضية. ومن الأهداف الرئيسية لهذه الاطروحة، تطبيق خوارزمية التقريب الخارجي المحسنة على تطبيقات واقعية متعددة مثل: مشكلة استجابة الطلب الذكي مع برامج التوزيع الديناميكي للإقتصاد في انبعاثات توليد الطاقة الكهربائية و نموذج نظرية الألعاب لمشكلة استجابة الطلب في الشبكة الذكية متعددة الفترات. يتم تقييم أداء الخوارزمية من خلال مقارنة نتائجها مع النتائج المتاحة. علاوة على ذلك، تقدم هذه الأطروحة نموذجًا جديدًا للمشكلات الإقتصادية يعرف بمشكلة التوزيع الديناميكي للإاقتصاد والإنبعاثات لإستجابة الطلب في الشبكات الذكية. كما يتم تطبيق خوارزمية التقريب الخارجي المحسنة على نمذجة هذه المشكلة. تُظهر التقنيات المقترحة وتطبيقاتها الناجحة على المشكلات الواقعية الإمكانيات الكبيرة لهذه الطرق في معالجة مجموعة واسعة من تحديات إتخاذ القرار

English Abstract

This thesis develops an outer approximation algorithm, which is one way to solve vector optimization problem(VOP) with a specific emphasis on convex vector optimization problems. The proposed improvements include enhanced scalarization techniques and direction selection methods which are demonstrated to be effective through mathematical examples. The enhanced outer approximation algorithm is then applied to various real-world applications, such as Multi-Periodic Smart Grid Demand Response Problem(SG), the Dynamic Economic Emission Dispatch (DEED), and Integrating DEED with Demand Response Programs(DR-DEED). The performance of the algorithm is evaluated by comparing the results with the existing result. The enhanced algorithm is expected to yield significant performance improvements, reaching more than $50\%$ improvement in lowering the cost,power generated and the power generated in some cases. Furthermore, this thesis introduces a new model for economic problems known as the Demand Response Dynamic Economic Emission Dispatch (DR-DEED) of Electric Power Generation problem. This model incorporates advanced constraint structures derived from Smart Grid Demand Response Problem. The enhanced outer approximation algorithm is also applied to this problem formulation. The proposed techniques and their successful application to real-world problems demonstrate the significant potential of these methods to address a wide range of critical decision-making challenges.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Math
Department:	College of Computing and Mathematics > Mathematics
Committee Advisor:	Alshahrani, Mohammed M.
Committee Co-Advisor:	Belhaiza, Slim
Committee Members:	Al Homidan, Sliman and Ahmed, Izhar and Ansari, Qamrul
Depositing User:	NORAH ALMURAYSIL (g201901190)
Date Deposited:	27 Oct 2024 05:31
Last Modified:	27 Oct 2024 05:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143078