《集成太阳能系统的建筑物在预测不确定性下的模型预测控制》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2018-08-21
  • 本文探讨了基于随机模型预测控制(SMPC)的智能运行策略,以实现太阳能在集成太阳能系统的建筑中的最优利用。我们的方法考虑了太阳辐照度预报在预测水平上的不确定性,使用了一个新的概率时间序列自回归模型,该模型是在天气服务提供商的天空覆盖预报基础上校准的。在最优控制公式中,我们将太阳辐照度作为非高斯随机扰动对成本和约束的影响建模,而非凸成本函数是对随机过程的期望。为了解决这个复杂的优化问题,我们引入了一种新的近似动态规划方法,该方法使用高斯过程回归来表示最优的成本-去函数,并取得了很好的解质量。在最后的步骤中,我们使用一个模拟器,将TRNSYS中的物理系统模型与使用Python和MATLAB开发的SMPC控制器相结合,来评估一个建筑集成系统与太阳辅助热泵和地板辐射供暖的闭环操作。对于所考虑的系统和气候,与基于规则的基准调优控制器相比,SMPC在冬季一个月为供暖节省了高达44%的电力消耗,而且它很健壮,对热舒适性违规的不确定性更小。

    ——文章发布于2018年9月1日

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    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2018-11-10
    • nZEBs之间的合作(例如可再生能源共享和电池共享)可以提高nZEBs集群级别的性能。为了实现这种合作,现有研究开发了许多需求响应控制方法来控制nZEB系统的运行。不幸的是,由于缺乏对需求预测不确定性的考虑,大多数的需求响应控制方法都没有达到预期的性能。有一些方法考虑了不确定性的影响,但是它们仅仅在nZEBs之间执行简单和有限的协作,因此无法在集群级别上达到最佳性能。因此,本文提出了一种nZEB控制方法,使nZEB之间能够完全协作,并考虑到需求预测的不确定性。提出的鲁棒控制方法首先分析需求预测的不确定性,然后对不确定性下的nZEB集群运行进行优化,然后利用集群运行参数协调单个nZEB的运行。对鲁棒控制的性能进行了研究,并与确定性控制进行了比较。实例研究表明,鲁棒控制可以有效地增加集群负载匹配,减少网格与需求预测不确定性的交互。该方法可以在实际应用中实现对nZEB集群的鲁棒性能改进,特别是在存在不确定性的情况下。 ——文章发布于2018年11月9日
  • 《基于李雅普诺夫函数的三相并网光伏变换器模型预测控制》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2019-02-13
    • 本文提出了一种基于李雅普诺夫函数法的光伏并网逆变器预测直接功率控制方法。预测控制算法利用光伏变换器的离散模型,通过计算各电压矢量的成本函数来预测系统未来的有功功率和无功功率。然后选取代价函数最小的最优电压矢量计算下一采样时刻的模型变量。该控制器在将开关信号应用于高增益多电平光伏变换器之前预测误差,从而能够选择下一个开关事件,以最小化所要求的与实际变换器操作之间的误差。该技术提高了控制器跟踪太阳日晒快速变化的速度,并增加了整个系统的输出功率。该方法不需要在负荷变化或模型参数不确定的情况下对控制参数进行调整。同时,省去了许多经典控制器的使用,直流链路电压只使用一个PI控制器。而且,与传统的PDPC相比,最优的开关矢量仅由有功功率和无功功率确定,大大减少了计算量,加快了收敛速度。通过不同工况下的计算机仿真,验证了所提控制器的详细建模和设计。同时,在存在参数不确定性和太阳辐射变化的情况下,证明了该控制方法的鲁棒性。仿真结果表明,所提出的控制策略在不同的运行模式下,使有功功率和无功功率尽可能接近所期望的值。 ——文章发布于2019年3月15日