Rok 2019
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Rok 2019 by Author "Hlava Jaroslav, doc. Dr. Ing. Skolitel : 54948"
Now showing 1 - 1 of 1
Results Per Page
Sort Options
- ItemPrediktivní řízení odezvy strany spotřeby využívající termostatické spotřebičeZemtsov, Nikita; ; Hlava Jaroslav, doc. Dr. Ing. Skolitel : 54948Charakteristickým rysem moderní energetiky je narůstající podíl výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů. To přináší řadu výhod z pohledu kvality životního prostředí. Výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů má však výrazně stochastický charakter a integrace většího množství takto vyrobené elektřiny do elektrizační sítě není možná, pokud nebudou vytvořeny nové metody řízení spotřeby elektřiny, nové technologie pro skladování elektrické energie a vyspělá řídicí a komunikační infrastruktura. Na straně spotřeby elektrické energie připadá významný podíl termostaticky řízeným spotřebičům. Ty jsou navíc obvykle těsně propojeny s velkými tepelně akumulačními kapacitami. Jsou proto zvláště vhodné pro řízení spotřeby elektřiny a nákladově efektivní akumulaci energie. Z této motivace vychází zaměření této disertační práce na pokročilé algoritmy pro řízení termostatických spotřebičů.Jakékoliv řízení nutně předpokládá, že existuje vhodný řídicí signál, kterým můžeme chování řízené soustavy ovlivňovat. V této práci pracujeme s nepřímým řídicím signálem: cenou elektřiny proměnnou v reálném čase. Tento koncept je používán v řadě pilotních projektů v USA i v EU. Z řady hledisek je tento koncept výhodný: zákazníci si mohou sami rozhodnout, jak na proměnnou cenu budou reagovat bez toho, že by jejich komfort byl ohrožen. Rovněž tak není nutné instalovat složitá rozhraní pro přímé ovládání spotřebičů a monitorování jejich stavu. Návrh vhodných algoritmů pro to, jak reagovat na proměnné ceny však zůstává stále do značné míry otevřeným problémem. Tato práce je zaměřena na dva aspekty tohoto problému.První část práce se zabývá problematikou řízení jednotlivých velkých termostatických spotřebičů, které reaguje na proměnnou cenu elektřiny. Tyto spotřebiče jsou zde popsány obecně jako lineární časově proměnné systémy a jejich řízení je navrženo jako lokální ekonomické prediktivní řízení. Tento ekonomický prediktivní regulátor musí vzít v úvahu časově proměnný charakter řízené soustavy. Tím, že provádí lokální ekonomickou optimalizaci, napomáhá tento regulátor udržet rovnováhu výroby a spotřeby v elektrizační soustavě. Tato část práce vznikla v rámci projektu H2020 SmartNet a jako případovou studii používá jedno z pilotních experimentálních zařízení tohoto projektu: vyhřívaný plavecký bazén. Časová proměnnost matematického modelu tohoto bazénu pramení ze změn součinitele přestupu tepla mezi vodou a vzduchem v závislosti na rychlosti větru.Druhá část práce je zaměřena na menší termostatické spotřebiče, které sice mají jednotlivě zanedbatelný příkon, mohou však hrát významnou roli, pokud je jejich větší počet sdružen dohromady. Struktura navrhovaného řídicího systému je hierarchická. Ekonomický prediktivní regulátor na vyšší rovině řízení reaguje na proměnnou cenu elektřiny a mění žádané hodnoty termostatů na nižší rovině. Cíl řízení je stejný jako v první části práce: cena provozu celé skupiny spotřebičů je minimalizována a to napomáhá udržení rovnováhy v síti. Vzhledem k velkému počtu spotřebičů však není možné, aby prediktivní regulátor pracoval s modely všech jednotlivých spotřebičů, ale bylo nutné vyvinout a ověřit sdružený model dynamiky celé skupiny. Tento model je nelineární a ekonomický prediktivní regulátor musí řešit úlohu nelineárního smíšeného celočíselného programování. Efektivita navržené strategie řízení byla prokázána pomocí simulačních experimentů.