Prediktivní řízení odezvy strany spotřeby využívající termostatické spotřebiče

• Main Author: Zemtsov, Nikita
• Other Authors: Hlava Jaroslav, doc. Dr. Ing. Skolitel : 54948
• Format: Other/Unknown Material
• Language: unknown
• Published: 2019
• Subjects: Inteligentní elektrické sítě; Odezva strany spotřeby; Ceny elektřiny proměnné v reálném čase; Ekonomické prediktivní řízení; Nelineární prediktivní řízení; Modelování skupin termostatických spotřebičů; Lineární v čase proměnné systémy; Smart Grids; Demand Response; Real Time Pricing; Economic model predictive control; Non-linear model predictive control; Modelling of aggregated thermostatically controlled loads; Linear parameter-varying systems; electric power networks; technical cybernetics; elektrické rozvodné sítě; inteligentní sítě; technická kybernetika; sami
• Online Access: https://dspace.tul.cz/handle/15240/153172

Charakteristickým 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, ...