Universida Nacional, Bogotá, Colombia
  
   April-Mayo 2022

Introducción a la optimización estocástica. Asignación óptima de energıa

Michel DE LARA, CERMICS-École des Ponts ParisTech


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Résumé:

En un problema de optimización determinista, los valores de todos los parámetros se suponen conocidos. ¿Qué pasa cuando este no es el caso (por ejemplo, los precios de la energıa)? ¿Y cuándo algunos valores son revelados durante las etapas de decisión (por ejemplo, las demandas de energıa)? Presentamos la optimización estocástica, al mismo tiempo como un marco para formular problemas bajo la incertidumbre, y como métodos de solucionarlos según la formulación. Precisamente, presentamos la programación estocástica en dos etapas (y la resolución sobre un árbol de decisión). El curso mezcla sesiones de modelamiento (especialmente en gestión de la energıa), de curso y en computador.

Idioma

Curso dictado en español. Material en Inglés.

Objetivos

El objetivo de éste curso es estudiar métodos matemáticos e informáticos para plantear y resolver problemas elementales de optimización estocástica.

Prerrequisito

Familiaridad con las matemáticas (optimización y cálculo de probabilidades) y la programación.

Profesor responsable

Michel De Lara (Cermics—École des Ponts ParisTech)      page web


Enlaces

http://cermics.enpc.fr/~delara/TEACHING/curso_UNAL_2022/      page web


Programa


1 / Viernes 29 de Abril (de 2pm a 6pm), Michel De Lara

Verificación de fechas y barrido del programa del curso (0h15)

Sesión de modelamiento (0h30)

Mezcla óptima de producción energética con demanda determinista y luego aleatoria.

Sesión de modelamiento y resolución de un ejercicio (1h30)

Presentamos, en forma de ejercicio, un ejemplo de problema de optimización bajo incertidumbre: “the blood-testing problem”.

     Diapositivas

Recogidas y ejercicios en cálculo de probabilidades (1h00)

Recogidas y ejercicios en cálculo de probabilidades: espacio de probabilidad, probabilidad, variables aleatorias, distribución de probabilidad de una variable aleatoria, función indicador de un conjunto, esperanza matemática de una variable aleatoria, independencia de variables aleatorias, ley de los grandes números. [Fel68,Bre93,Pit93]


2 / Sabado 30 de Abril (de 8am a 12), Michel De Lara

Sesión de modelamiento (1h30)

Presentamos, en forma de ejercicio, un ejemplo de problema de optimización bajo incertidumbre: el problema del vendedor de periódicos (“the newsvendor problem”).

     Diapositivas

Sesión en computador (2h00)

El problema del vendedor de periódicos.

     Sesión en computador


3 / Viernes 6 de Mayo (de 2pm a 6pm), Michel De Lara

Sesión de modelamiento (0h30)

Estrategias robustas de descarbonización.

Curso (1h00)

Mostramos cómo un programa lineal determinista puede ser transformado en un problema estocástico con un número finito de escenarios, introduciendo variables de recurso.

Lecturas sugeridas: § 2.1, 2.2 et 2.3 de [SDR09, Chap. 2]

     Diapositivas (VL)      Diapositivas (MDL)

Curso (1h00)

Programación estocástica en dos etapas. [SDR09,KW12]      Diapositivas

Ejemplo numérico de una solución robusta de un programa lineal estocástico.      Diapositivas

Sesión en computador (2h00)

Dimensionamiento de reservas para el equilibrio en un mercado eléctrico.

     Sesión en computador


4 / Sabado 7 de Mayo (de 8am a 12), Michel De Lara

Curso (1h00)

Programación estocástica en dos etapas: formulación sobre un peine, resolución por descomposición por escenarios. [RW91]

Sesión en computador (2h00)

Dimensionamiento de reservas para el equilibrio en un mercado eléctrico.

     Sesión en computador

Curso (1h00)

Introducción a la optimización estocástica multi-etapas.

Bibliographie

Bre93
L. Breiman.
Probability.
Classics in applied mathematics. SIAM, Philadelphia, second edition, 1993.
Fel68
W. Feller.
An Introduction to Probability Theory and its Applications, volume 1.
Wiley, New York, third edition, 1968.
KW12
Alan J. King and Stein W. Wallace.
Modeling with Stochastic Programming.
Springer Series in Operations Research and Financial Engineering. Springer New York, 2012.
Pit93
J. Pitman.
Probability.
Springer-Verlag, New-York, 1993.
RW91
R.T. Rockafellar and R. J-B. Wets.
Scenarios and policy aggregation in optimization under uncertainty.
Mathematics of operations research, 16(1):119–147, 1991.
SDR09
A. Shapiro, D. Dentcheva, and A. Ruszczynski.
Lectures on stochastic programming: modeling and theory.
The society for industrial and applied mathematics and the mathematical programming society, Philadelphia, USA, 2009.