بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان هوشمند از طریق مدیریت یکپارچه انرژی حرارتی و الکتریکی با کنترل سمت تقاضا
نویسندگان
1 دکترا، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی برق، واحد مهدیشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، مهدیشهر، ایران
3 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
doi
10.71856/impcs.2024.1120674چکیده
ساختمانهای هوشمند مجهز به زیرساختهای ارتباطی و کنترلی، پتانسیل بهینهسازی مدیریت انرژی را ارائه میدهند که منجر به افزایش بهرهوری و کاهش قابل توجه هزینهها میشود. این ساختمان ها معمولاً از چندین واحد مسکونی با وسایل برقی رایج مانند ماشین لباسشویی و تلویزیون تشکیل شده اند. سیستم مدیریت انرژی نه تنها باید نیازهای الکتریکی را تأمین کند، بلکه باید انرژی حرارتی را برای گرمایش و سرویس بهداشتی نیز تأمین کند. ساختمانهای هوشمند مدرن اغلب منابع انرژی مختلف مانند سیستمهای فتوولتائیک، واحدهای حرارتی و برق ترکیبی (CHP)، بویلرها، در کنار دستگاههای ذخیرهسازی الکتریکی و حرارتی را ادغام میکنند. یک چالش کلیدی در این زمینه، مدیریت هماهنگ انرژی حرارتی و الکتریکی برای به حداقل رساندن هزینه های عملیاتی ساختمان است. این مقاله یک مدل جامع برای این منظور پیشنهادمی کند. این مدل برنامهریزی انعطافپذیر تجهیزات الکتریکی مانند جاروبرقی را به همراه عملکرد دیگ بخار، واحد CHP و دستگاههای ذخیرهسازی درنظرمیگیرد که هدف همگی آن ها به حداقل رساندن هزینههای انرژی است. این مدل تضمین می کند که تمام خروجی سیستم فتوولتائیک در داخل ساختمان مصرف می شود و تمام نیازهای حرارتی و الکتریکی بدون حذف بار به طور مؤثر برآورده می شود. مدل محدّب، امکان یافتن راه حل بهینۀ سراسری را با استفاده از جعبه ابزار YALMIP و حل کننده های ریاضی مانند CPLEX می دهد. برای اعتبارسنجی مدل، یک ساختمان هوشمند شبیه سازی شده در MATLAB ایجادشد که در آن مدل پیشنهادی با دو الگوریتم ازدحام ذرات و YALMIP حل شد. نتایج نشان دهنده برتری YALMIP در یافتن راه حل بهینه است.
