Verteilte Steuerungs- und Optimierungssysteme ermöglichen den Umgang mit der erhöhten Komplexität und dem Bedarf an Skalierbarkeit in Energiesystemen, die sich aus der großen Anzahl von Energieerzeugern, verteilten Informationen, zunehmenden Unsicherheiten und Echtzeitanforderungen ergeben. Optimierungsprobleme in diesen Systemen können durch verteilte Optimierungsheuristiken gelöst werden, die auf einer Peer-to-Peer-Basis arbeiten. Die Kommunikationstopologie (KT) ist ein Overlay, das den direkten Informationsaustausch zwischen Peers definiert. Sie hat einen starken Einfluss auf die Informationsausbreitung im System, was sich wiederum auf die Optimierungsleistung hinsichtlich Lösungsqualität, Rechen- und Kommunikationsaufwand auswirkt. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Modellierung von KTs vorgestellt, die eine Anpassung der KT zur Laufzeit beschreibt. Die Performance verschiedener Topologievarianten wird mit den ebenfalls verteilt ermittelten Eigenschaften der Optimierungsprobleme in Beziehung gesetzt und ermöglicht so eine problemspezifische Auswahl geeigneter Kommunikationstopologievarianten.
In energy systems, distributed control and optimization systems represent a way to handle the new scalability requirements arising from the large number of energy sources and the increased complexity caused by distributed information, increasing uncertainties, and real-time requirements. Optimization problems in these systems can be solved by distributed optimization heuristics that operate on a peer-to-peer basis and thus require information exchange between multiple distributed solvers. The communication topology is an overlay that defines the direct information exchange and thus strongly influences the information propagation in the system, thereby affecting the optimization performance in terms of solution quality, computational effort and communication overhead. This thesis presents a method for modeling communication topologies that can adapt the degree of connectivity at runtime, and relates the performance of different topology variants to the characteristics of the distributed optimization problems - also determined in a distributed manner - thus allowing problem specific selection of suitable communication topology variants.
von Cornelius Biedermann ; Vanessa Beutel ; Julian Beyrodt ; Michael Brand ; Sebastian Buchholz ; Jana Gerlach ; Neelotpal Majumdar ; Thomas Leveringhaus ; Marc René Lotz ; Amin Raeiszadeh ; Alexandra Scheunert ; Payam Teimourzadeh Baboli ; Paul Hendrik Tiemann ; Carsten Wegkamp ; Carsten Agert ; Michael H. Breitner ; Bernd Engel ; Stefan Ewald Geißendörfer ; Lutz Hofmann ; Martin Könemund ; Sebastian Lehnhoff ; Karsten von Maydell ; Astrid Nieße ; Hartmut Weyer
von Stephan Alexander Ferenz ; Annika Ofenloch ; Fernando Penaherrera Vaca ; Henrik Wagner ; Oliver Werth ; Michael H. Breitner ; Bernd Engel ; Sebastian Lehnhoff ; Astrid Nieße
