Publicado em: 11/03/2013

Dissertação de Mestrado em Inteligencia Artificial

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE INFORMÁTICA
PROGRAMA DE POS-GRADUAÇÃO EM COMPUTAÇÃO
———————————————————
DEFESA DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Aluno: Gabriel de Oliveira Ramos
Orientadora: Profa. Dra. Ana Lúcia Cetertich Bazzan

Título: Redução do espaço de busca de estruturas de coalizão a partir de informações sobre o domínio: uma aplicação em smart grids
Linha de Pesquisa: Inteligência Artificial

Data: 15/03/2013
Hora: 14h30min
Local: Auditório José Mauro Volkmer de Castilho, Prédio 43424 – Instituto de Informática

Banca Examinadora:
Prof. Dr. Jaime Simão Sichman (USP)
Profa. Dra. Luciana Salete Buriol (UFRGS)
Prof. Dr. Luigi Carro (UFRGS)

Presidente da Banca: Profa. Dra. Ana Lúcia Cetertich Bazzan

Resumo:
Redes elétricas desempenham um papel fundamental no que tange à distribuição de energia elétrica. Entretanto, as redes elétricas convencionais são muito antigas, apresentando uma série de deficiências e inseguranças. Neste cenário surgem as redes elétricas inteligentes, mais conhecidas como smart grids. Smart grids são uma evolução para as redes elétricas tradicionais, apresentando como grande diferencial a presença intensiva de tecnologia de ponta para monitorar cada elemento que a compõem. Uma das principais características de smart grids é seu fluxo bidirecional de energia e informação, que permite a qualquer elemento tanto consumir quanto fornecer energia para a rede, seja um aerogerador ou mesmo uma residência. Tal característica vai de encontro à necessidade de se distribuir a produção energética, tornando-a mais robusta e tolerante a falhas.
Uma tecnologia que surgiu em meio ao desenvolvimento de smart grids denomina-se Veículo-Para-Rede (V2G, do inglês Vehicle-To-Grid). Através de sessões V2G, veículos elétricos (EVs, em inglês electric vehicles) podem vender a energia de suas baterias para a rede, obtendo lucro com este procedimento. Existem duas vantagens nesta tecnologia. Por um lado, proprietários de EVs podem obter lucro com a venda de energia, reduzindo os custos de se manter seu veículo. Por outro lado, a rede como um todo se beneficia, pois as baterias podem ser utilizadas para aumentar a estabilidade da rede. Entretanto, para que estas vantagens sejam expressivas, é necessário utilizar-se de mecanismos para aumentar a eficiência do processo V2G, uma vez que baterias são muito caras. Uma alternativa que tem sido muito explorada é a formação de coalizões entre os EVs.
A proposta deste trabalho é utilizar informações sobre o domínio de smart grids de modo a impor restrições no processo de formação de coalizões de EVs, visando à redução do espaço de busca de estruturas de coalizão. Especificamente, estabelece-se a distância máxima que pode haver entre dois EVs de uma mesma coalizão, através da qual é possível identificar e podar porções inválidas do espaço de busca. Para tanto, é proposto o algoritmo CPCSG, capaz de identificar restrições entre os EVs e de podar o espaço de busca. A abordagem proposta pode ser utilizada em conjunto com algoritmos de geração de estruturas de coalizão para torná-los mais rápidos e eficientes.
Com base em experimentos, percebe-se que a abordagem proposta proporciona um ganho notável de desempenho e uma redução expressiva no uso de memória em relação a outros algoritmos para geração de estruturas de coalizão. Em geral, quanto mais restritiva a rede e quanto maior o número de agentes, maior será o percentual do espaço de busca passível de ser podado. Resultados mostram, ainda, que quando comparada com outros algoritmos de geração de estruturas de coalizão, a técnica proposta chega a superar o tempo dos demais em diversas ordens de magnitude.

Palavras-Chave: inteligência artificial, teoria dos jogos, smart grids.