SmartGrid - Een poging tot een optimale SmartGrid oplossing, door Dirk Kuiper & Lars Zwaan

Overview

SmartGrid

Een poging tot een optimale SmartGrid oplossing, door Dirk Kuiper (12416657) & Lars Zwaan (12414069). Onderdeel van Programmeertheorie, Minor Programmeren, UvA.

Case

Het probleem is als volgt opgebouwd: er zijn 3 districten, met in elk daarvan 150 huizen en 5 batterijen. Elk van deze huizen moet aan een batterij verbonden worden. Elk huis heeft een output en elke batterij heeft een capaciteit; hierdoor is niet elke combinatie mogelijk. In dit project gaan we op zoek naar een optimale oplossing, waarbij optimaal bestaat uit het verkrijgen van een oplossing met een zo kort mogelijke totale kabellengte. Hierbij mogen huizen die aan dezelfde batterij verbonden zijn kabels delen.

De beste door ons gevonden oplossing is de volgende: SmartGrid - optimale oplossing

Gebruik

Bij het runnen van main.py worden voor elk van de 3 districten een aantal algoritme's aangeroepen. Als eerst worden de huizen in een random volgorde aan batterijen verbonden. Hierna gebeurt deze ordening op volgorde op 2 manieren: kortste naar langste afstand tot dichtstbijzijnde batterij, met 150 configuraties: kortste eerst, op-één-na kortste eerst, enzovoort. Bij de tweede manier van ordenen wordt dit zelfde principe van ordenen niet alleen op de huizen, maar ook op de batterijen toegepast. Dit resulteert in 750 opties. Een uitgebreidere toelichting hierop valt te lezen onder het kopje 'Experiment'

Voor elk van deze 3 districten met elk 3 opties worden 2 figuren opgeslagen: een visuele representatie van de oplossing met de kortste totale kabellengte, en een histogram van de verdeling van de totale kabellengte van elk van de geldige configuraties.

Experiment

In het kader van experiment hebben we nagedacht over verschillende manieren om het algoritme te gebruiken dat huizen over batterijen verdeeld. Naast dat je dit x maal op een willekeurige manier kunt doen en hiermee een deel van de state-space kunt onderzoeken, kan je ook op een meer gestructureerde manier door een deel van de state-space zoeken.

Elk van de 150 huizen kan aan 5 verschillende batterijen verbonden worden, mits de capaciteit dit toelaat. In ons algoritme gaat het vooral om de volgorde waarin dit gebeurd. Dit kun je in verschillende volgordes doen. Wij hebben deze verschillende mogelijkheden onderzocht en vergeleken. Hierin wordt veel gepraat over de afstand tussen een huis en een batterij, die wij berekenen volgens de manhattan distance. Het is echter belangrijk gedurende het lezen te beseffen dat kabels tussen huizen en batterijen gedeeld mogen worden; dit zorgt ervoor dat het verbinden van ieder huis aan de dichtstbijzijnde batterij niet per se optimaal is; een andere volgorde zou door optimaler kabels te delen voordeliger kunnen zijn. Als baseline kun je dit op een willekeurige manier doen. In dit geval verbindt een willekeurig huis eerst aan een willekeurige batterij. Hierna verbindt een willekeurig van de overgebleven 149 huizen aan een willekeurige batterij, mits er capaciteit beschikbaar is, enzovoorts. Als blijkt dat na verloop van tijd er een huis overblijft dat niet meer aan een batterij past vanwege te weinig capaciteit, wordt deze optie afgebroken en begint het proces opnieuw. Dit kun je door laten gaan tot je een x aantal mogelijke configuraties vindt, waarvan wij zowel de configuratie met de kortste totale kabellengte plotten, als de verdeling van de totale kabellengtes van deze configuraties.

De eerste optie naast de baseline is het bepalen van de volgorde van huizen verbinden op basis van de afstand tot de dichtstbijzijnde batterij. Hierbij wordt als eerste het huis met de kortste afstand tot zijn dichtstbijzijnde batterij verbonden aan deze batterij. Vervolgens wordt het huis met de op-één-na kortste afstand tot zijn dichtstbijzijnde batterij verbonden, enzovoort. Als de dichtstbijzijnde batterij van een huis vol is, wordt hij aan de op-één-na dichtstbijzijnde batterij verbonden, of de derde, etc. Dit geheel is de eerste configuratie (let op: dit hoeft niet per se een geldige configuratie qua capaciteit te zijn). De tweede mogelijke configuratie wordt bepaald met een iets andere volgorde: als eerste wordt het huis met de tweede kortste afstand aan de dichtstbijzijnde batterij verbonden, dan de derde, etc, met op het eind de 150ste en als allerlaatste de 1ste. Deze volgordes geïllustreerd met een cijfervoorbeeld, waarbij het nummer staat voor de rangorde van afstand tot de dichtstbijzijnde batterij: 1-2-3-4-5 > 2-3-4-5 > 3-4-5-1-2, etc. Dit geeft dus 150 mogelijke volgordes en dus configuraties, waarvan slechts een deel geldig zal zijn.

De tweede optie is een uitbreiding van de eerste. Hierbij wordt niet alleen de volgorde van de huizen aangepast, maar ook die van de batterijen. Ter illustratie nemen we de eerste geprobeerde volgorde uit optie 1. Hier wordt gestart met het huis met de kortste afstand tot de dichtstbijzijnde batterij, etc, maar ieder van deze huizen probeert altijd eerst aan zijn dichtstbijzijnde batterij te verbinden. In deze tweede optie worden ook de andere volgordes (batterij 2 - 3- 4- 5 - 1, bijvoorbeeld) geprobeerd. Dit geeft in totaal 750 mogelijk geldige configuraties.

Uit deze resultaten valt af te leiden dat het toevoegen van configuraties waarbij niet éérst wordt geprobeerd te verbinden aan de dichtstbijzijnde batterij, geen kortere oplossing geven. Dit is de reden dat wij andere volgordes niet hebben onderzocht, zoals volgordes als bijvoorbeeld 3-1-4-2-5, waarbij de nummers niet opeenvolgend hoeven te zijn.

Check50

Deze opdracht wordt normaal gesproken automatisch gecontroleerd met check50. Helaas komt onze oplossing hier niet doorheen; ons programma telt de gedeelde kabels op een andere manier dan dat check50 dat doet. Dit is een definitie-kwestie die in de opdracht niet wordt gespecificeerd: worden niet-gedeelde kabels op het zelfde gridsegment enkel of dubbel meegeteld? Dit lijkt zo in het voorbeeld output.json bestand en uit de code in het check50-bestand. Na overleg met vakassistentie is besloten dit verder niet te veranderen: onze methode werkt, aan de hand van onze definities. Het belangrijkste verschil is dat kabels die over hetzelfde stuk grid lopen, maar niet gedeeld zijn omdat ze naar verschillende batterijen lopen, ook niet als gedeeld worden geteld. Aangezien het voornamelijk gaat om de vergelijking tussen de resultaten, is dit verder ook niet van cruciaal belang.

libvcs - abstraction layer for vcs, powers vcspull.

libvcs - abstraction layer for vcs, powers vcspull. Setup $ pip install libvcs Open up python: $ python # or for nice autocomplete and syntax highlig

python utilities for version control 46 Dec 14, 2022
Blender-miHoYo-Shaders - Shaders for Blender attempting to replicate the shading of games developed by miHoYo

Blender-miHoYo-Shaders - Shaders for Blender attempting to replicate the shading of games developed by miHoYo

Matsuri 449 Jan 07, 2023
Time tracking program that will format output to be easily put into Gitlab

time_tracker Time tracking program that will format output to be easily put into Gitlab. Feel free to branch and use it yourself! Getting Started Clon

Jake Strasler 2 Oct 13, 2022
How did Covid affect businesses?

NYC_Business_Analysis How did Covid affect businesses? COVID's effect on NYC businesses We all know that businesses in NYC have been affected by COVID

AK 1 Jan 15, 2022
Final Fantasy XIV Auto House Clicker

Final Fantasy XIV Auto House Clicker

KanameS 0 Mar 31, 2022
HomeAssistant Linux Companion

Application to run on linux desktop computer to provide sensors data to homeasssistant, and get notifications as if it was a mobile device.

Javier Lopez 10 Dec 27, 2022
Projeto de Jogo de dados em Python 3 onde é definido o lado a ser apostado e número de jogadas, pontuando os acertos e exibindo se ganhou ou perdeu.

Jogo de DadoX Projeto de script que simula um Jogo de dados em Python 3 onde é definido o lado a ser apostado (1, 2, 3, 4, 5 e 6) ou se vai ser um núm

Estênio Mariano 1 Jul 10, 2021
Cross-platform MachO/ObjC Static binary analysis tool & library. class-dump + otool + lipo + more

ktool Static Mach-O binary metadata analysis tool / information dumper pip3 install k2l Development is currently taking place on the @python3.10 branc

Kritanta 301 Dec 28, 2022
用于导出墨墨背单词的词库,并生成适用于 List 背单词,不背单词,欧陆词典等的自定义词库

maimemo-export 用于导出墨墨背单词的词库,并生成适用于 List 背单词,欧陆词典,不背单词等的自定义词库。 仓库内已经导出墨墨背单词所有自带词库(暂不包括云词库),多达 900 种词库,可以在仓库中选择需要的词库下载(下载单个文件的方法),也可以去 蓝奏云(密码:666) 下载打包好

ourongxing 293 Dec 29, 2022
This repository contains the exercices for the robotics class at Supaero, 2022.

Supaero robotics, 2022 This repository contains the exercices for the robotics class at Supaero, 2022. The exercices are organized by notebook. Each n

Gepetto team, LAAS-CNRS 5 Aug 01, 2022
On this repo, you'll find every codes I made during my NSI classes (informatical courses)

👨‍💻 👩‍💻 school-codes On this repo, you'll find every codes I made during my NSI classes (informatical courses) French for now since this repo is d

EDM 1.15 3 Dec 17, 2022
Easily map device and application controls to a midi controller

pymidicontroller Introduction Easily map device and application controls to a midi controller

Tane Barriball 24 May 16, 2022
A functional standard library for Python.

Toolz A set of utility functions for iterators, functions, and dictionaries. See the PyToolz documentation at https://toolz.readthedocs.io LICENSE New

4.1k Jan 04, 2023
qecsim is a Python 3 package for simulating quantum error correction using stabilizer codes.

qecsim qecsim is a Python 3 package for simulating quantum error correction using stabilizer codes.

44 Dec 20, 2022
Korg Volca Sample uploader for linux.

GnuVolca Korg Volca Sample uploader for linux. GnuVolca Usage Installation Via virtualenv Usage Store all the samples you want to upload on an empty d

Gonzalo Rafuls 12 Oct 11, 2022
Developing a python based app prototype with KivyMD framework for a competition :))

Developing a python based app prototype with KivyMD framework for a competition :))

Jay Desale 1 Jan 10, 2022
Telegram bot for Urban Dictionary.

Urban Dictionary Bot @TheUrbanDictBot A star ⭐ from you means a lot to us! Telegram bot for Urban Dictionary. Usage Deploy to Heroku Tap on above butt

Stark Bots 17 Nov 24, 2022
An early stage integration of Hotwire Turbo with Django

Note: This is not ready for production. APIs likely to change dramatically. Please drop by our Slack channel to discuss!

Hotwire for Django 352 Jan 06, 2023
Tools for dos (denial-of-service) website / web server

DoS Attack Tools Tools for dos (denial-of-service) website / web server di buat olah NurvySec How to install on debian / ubuntu $ apt update $ apt ins

nurvy 1 Feb 10, 2022
Buffer Overflows

BOF Buffer Overflows 1. BOF tips Practice using mona.py Download vulnerable exe from Exploit DB.

Vinh Nguyễn 27 Dec 08, 2022