Βέλτιστη διαχείριση αποφάσεων με χρήση εργαλείων θεωρίας παιγνίων σε περιβάλλον απελευθερωμένης ενεργειακής αγοράς

Abstract

The main goal of management and decision making processes is the “optimal”. At all administration levels the basic priority is the operational optimization with the minimum waste of resources and maximization of the profit / outcome. Purpose of the increasingly complex processes of the modern economy and business models is to maximize profit but simultaneously by minimizing the risk and other parameters. But in a system with input the decisions of a maker and output gains and losses of the members of this system, the parameters that define all of the above is not always or entirely measurable, nor totally objective. In the thesis, it are developed the basic game theory tools and dynamic control tools. A decision policy making system is developed by using Nash and Stackelberg equilibrium points. Also different energy resources are presented by implying a static case study for their vertical and horizontal integration with the power network by making measurable some quantitive parameters of the energy sources. At Chapter 1 the basic Game Theory Principles are presents. At Chapter 2 is presented the Greek Power Distribution System. At Chapters 3 and 4 a dynamic model with feedback Nash Theory solutions is developed and the same at chapters 5 and 6 for Stackelberg Theory. At chapter 7 the basic energy sources and their technical and investment flags are developed. At chapter 8 is developed an water management method taking into consideration the energy consumption and chapter 9 presents a multi criteria method of evaluation energy investments. At the end of the thesis are presented the conclusions and the future research goals.The development of an implementing policies tools and strategic decisions making tools in sensitive sectors such as energy is the goal of my thesis and the development and optimization will be the main subject of my research work.

Το βασικό ζητούμενο σε όλα τα επίπεδα διαχείρισης και αποφάσεων είναι το «βέλτιστο». Σε όλα τα επίπεδα διοίκησης το ζητούμενο είναι το optimization με την σπατάλη των ελάχιστων πόρων και μεγιστοποίηση του κέρδους / αποτελέσματος. Σκοπός των όλο και πιο σύνθετων διαδικασιών της σύγχρονης οικονομίας και του επιχειρείν είναι η μεγιστοποίηση του κέρδους με ελαχιστοποίηση ρίσκου και άλλων παραμέτρων. Όμως σε ένα δυναμικό σύστημα με είσοδο (input) τις αποφάσεις του εκάστοτε decision maker και έξοδο (output) τα κέρδη και τις απώλειες των μελών αυτού του συστήματος , οι παράμετροι που καθορίζουν όλα τα παραπάνω δεν είναι πάντα ούτε απόλυτα μετρήσιμοι , ούτε απόλυτα αντικειμενικοί. Στη συγκεκριμένη διατριβή γίνεται αναλυτική παρουσίαση των βασικών εργαλείων game theory ενώ σε συνδυασμό με το δυναμικό προγραμματισμό προχωρούμε στην ανάπτυξη ενός εργαλείου αποφάσεων με γνώμονα το κέρδος και τις απώλειες των παικτών του συστήματος. Παρουσιάζονται τα σημεία ισορροπίας κατα Nash και Stackelberg ενώ στη συνέχεια γίνεται προσαρμογή του μοντέλου στην αγορά ενέργειας. Συγκεκριμένα γίνεται παρουσίαση διαφορετικών τεχνολογιών παραγωγής ενέργειας. Στη συνέχεια γίνεται παρουσίαση στατικής μελέτης αλληλεπίδρασης μεταξύ των διαφορετικών παραγωγών ενέργειας αλλά και του διαχειριστή του δικτύου. Ειδικότερα με δεδομένα από υπαρκτές επενδύσεις στο τομέα της ενέργειας γίνεται μια τεχνική και χρηματοοικονομική ανάλυση της λειτουργίας αυτών των παραγωγών ενέργειας (παίκτες). Στο στατικό αυτό σύστημα λειτουργίας και αλληλοεπίδρασης με το διαχειριστή του δικτύου εισάγονται και ποσοστικοποιούνται έννοιες μη μετρήσιμες (περιβαλλοντικό και κοινωνικό αποτύπωμα). Τέλος παρουσιάζονται μεμονωμένοι τρόποι βέλτιστης ενεργειακής διαχείρισης υδάτινων πόρων αλλά και η εφαρμογή του integer programming στη λήψη αποφάσεων στον ενεργειακό τομέα.Η διατριβή ξεκινάει στο Κεφάλαιο 1 με την παρουσίαση των βασικών αρχών της Θεωρίας Παιγνίων ενώ στη συνέχεια στο Κεφάλαιο 2 γίνεται παρουσίαση του Ελληνικού Δικτύου Ενέργειας και των βασικών δομών λειτουργίας του. Στα κεφάλαια 3 και 4 εξειδικεύεται η λύση ισορροπίας του Nash ενώ αναπτύσεται ενα δυναμικό μοντέλο διαχείρισης απόφάσεων με feedback nash solutions ενώ πραγματοποιούνται runs αλλάζοντας παραμέτρους του συστήματος και εξάγονται συμπεράσματα από τα gains και losses των παικτών. Στα κεφάλαι 5 και 6 γίνεται γίνεται η αντίστοιχη μελέτη και ανάπτυξη μοντέλου κατα ισορροπία Stackelberg. Στο κεφάλαιο 7 αναλύεται ο τρόπος λειτουργίας της ελληνικής αγοράς ενέργειας ενώ αναλύονται οι βασικοί τεχνικοί και επενδυτικοί δείκτες των βασικών τεχνολογιών παραγωγής ενέργειας. Στη συνέχεια εφαρμόζονται στατικά παραδείγματα εισόδου τους στο δίκτυτο και κάλυψης αναγκών ενέργειας του δικτύου. Στη συνέχεια στο Κεφάλαιο 8 παρουσίαζεται μια διαφορέτικη προσσέγγιση διαχείρησης υδάτινων τρόπων με βέλτιστο τρόπο μέσω γραμμικής βελτιστοποίησης ενώ στο κεφάλαιο 9 παρουσίαζεται μια ακόμα μέθοδος διαχέιρησης αποφάσεων μέσω πολυκριτηριακών αποφάσεων. Στο τέλος της διατριβής ορίζονται τα συμπεράσματα και οι στόχοι της μελλοντικής έρευνας. Η δημιουργία εργαλείων εφαρμογής πολιτικών και στρατηγικών αποφάσεων σε ευαίσθητους τομείς όπως η ενέργεια είναι ο στόχος της διατριβής αλλά και η εξέλιξη και βελτιστοποίηση του θα αποτελέσει το βασικό αντικείμενο του περαιτέρω ερευνητικού μου έργου.