To simulate a hydropower system, one can use what is known as a Detailed model. However, due to the complexity of river systems, this is often a computationally heavy task. Equivalent models, which aim to reproduce the result of a Detailed model, are used to significantly reduce the computation time for these simulations. This thesis attempts to compute Equivalent models for hydropower systems in Sweden by categorizing the inflow data using a spectral clustering method. Computing the Equivalent models also involves solving a bilevel optimization problem, which is done using a variant of the particle swarm optimization algorithm. Equivalent models are computed for all four electricity trading areas in Sweden, using solutions of a Detailed model which includes ten rivers. Then, the Equivalent models are evaluated based on their similarity to the Detailed model in terms of power production and objective value. The results vary depending on the area and period, and the Equivalent models range from 8% - 15% error in terms of the relative power production difference. The results indicate that the inflow clustering procedure produces adequate Equivalent models in most cases. / För att simulera ett vattenkraftsystem, kan en så kallad Detaljerad modell användas. På grund av komplexiteten av flodsystem, kan lösningen av en Detaljerad modell ta mycket lång tid att hitta. Ekvivalenta modeller, som strävar att efterlikna en Detaljerad modell, används för att reducera lösningstiden markant. Denna avhandling försöker beräkna Ekvivalenta modeller för vattenkraftsystem i Sverige genom att kategorisera inflödesdata med hjälp av en spektral klustringsmetod. Beräkningen av de Ekvivalenta modellerna involverar att lösa ett så kallat bilevelproblem, vilket görs med en variant av particle swarm optimization. Ekvivalenta modeller beräknas för alla fyra elområden i Sverige, baserad på lösningar av en Detaljerad modell som inkluderar tio floder. Sedan utvärderas de Ekvivalenta modellerna efter hur mycket de liknar den Detaljerade modellens kraftproduktion samt objektivvärde. Resultaten varierar beroende på elområde och period, och de Ekvivalenta modellerna har fel på 8% - 15% i den relativa kraftproduktionsskillnaden. Resultaten indikerar att metoden att klustra efter inflöde ger tilfredsställande Ekvivalenta modeller i de flesta fallen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-325779 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Lilja, Daniel |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:79 |
Page generated in 0.0022 seconds