Μελέτη της απόδοσης αλγορίθμων ελέγχου ενεργειακών φορτίων

Study on the efficiency of control algorithms for energy loads (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. ΤΣΑΓΚΑΛΑΚΗΣ, ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ
  3. Μεταπτυχιακή Εξειδίκευση στα Πληροφοριακά Συστήματα (ΠΛΣ)
  4. 24 Σεπτεμβρίου 2016 [2016-09-24]
  5. Ελληνικά
  6. 102
  7. Καψάλης, Βασίλειος
  8. Μοσχολιός, Ιωάννης | Τζαγκαράκης, Εμμανουήλ
  9. Οικιακά φορτία | Domestic loads | Ευρετικοί αλγόριθμοι | Heuristic algorithms | Δυναμική τιμολόγηση | Dynamic pricing | Τιμολόγηση πραγματικού χρόνου | Real Time Pricing | Απόκριση ζήτησης | Demand Response | MATLAB | MATLAB
  10. 3
  11. 3
  12. 14
  13. Περιέχει: πίνακες, σχήματα, διαγράμματα
    • Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη κατάλληλων αλγορίθμων για τον αποδοτικό έλεγχο διαφόρων τύπων οικιακών φορτίων με στόχο την ελαχιστοποίηση του ενεργειακού κόστους, λαμβανομένης υπόψη της άνεσης του χρήστη τους, σε περιβάλλον δυναμικής τιμολόγησης και απόκρισης ζήτησης. Στο πλαίσιο αυτό, αρχικά μοντελοποιήθηκαν τρεις ενεργοβόρες οικιακές ηλεκτρικές συσκευές (θερμοσίφωνας, κλιματιστικό ψύξης και στεγνωτήριο ρούχων), βάσει των χαρακτηριστικών τους. Επιπλέον μοντελοποιήθηκε ο συντελεστής άνεσης του καταναλωτή, ο οποίος μειώνεται ανάλογα με την απομάκρυνση της λειτουργίας των συσκευών είτε από τον επιθυμητό χρόνο είτε από την επιθυμητή θερμοκρασία. Κατόπιν αναπτύχθηκαν ευρετικοί αλγόριθμοι, οι οποίοι υλοποιήθηκαν σε γλώσσα προγραμματισμού MATLAB και με τους οποίους μειώνεται το κόστος λειτουργίας των συσκευών, μέσω της μετατόπισης της λειτουργίας τους σε ώρες με χαμηλό κόστος ηλεκτρικής ενέργειας (τιμολόγηση σε πραγματικό χρόνο). Για τη λήψη συμπερασμάτων αναφορικά με την απόδοση των αλγορίθμων, μελετήθηκαν έξι σενάρια: • Λειτουργία των συσκευών χωρίς διαχείριση ζήτησης και χωρίς όριο ζητούμενης ισχύος • Λειτουργία των συσκευών με διαχείριση ζήτησης, χωρίς όριο ζητούμενης ισχύος • Λειτουργία των συσκευών με διαχείριση ζήτησης και με όριο ζητούμενης ισχύος 7kW • Λειτουργία των συσκευών με διαχείριση ζήτησης και με όριο ζητούμενης ισχύος 7kW και με διαχείριση της κατανάλωσης ισχύος • Λειτουργία των συσκευών με διαχείριση ζήτησης και με όριο ζητούμενης ισχύος 5kW, χωρίς διαχείριση της κατανάλωσης ισχύος • Λειτουργία των συσκευών με διαχείριση ζήτησης και με όριο ζητούμενης ισχύος 5kW και με διαχείριση της κατανάλωσης ισχύος Τέλος, τα αποτελέσματα υλοποίησης κάθε σεναρίου συγκρίνονται με τα αποτελέσματα προηγουμένων σεναρίων, για την εξαγωγή συμπερασμάτων όσον αφορά στη μεταβολή του ενεργειακού κόστους, αλλά και στην επίδραση κάθε σεναρίου στο συντελεστή άνεσης του καταναλωτή.
    • The scope of this thesis is the development of algorithms, suitable for the efficient control of various domestic loads, aiming at minimizing energy cost without jeopardizing consumer’s comfort, in dynamic pricing environment, under a certain demand response program. In this context, three main energy consuming appliances have initially been modeled (electric water heater, air conditioner and clothes dryer), according to their functional characteristics. Consumer’s comfort variable has also been modeled, as inversely proportional to the divergence between the real and the desired operational hours/temperature of the appliances. Heuristic algorithms have been developed for the energy demand management system control. They have been implemented in MATLAB and designed so as to achieve significant savings in electricity consumption cost, by shifting the time of use to lower electricity cost hours of the day (Real Time Pricing). In order to come to results and conclusions on the efficiency of the algorithms, six different simulation scenarios have been implemented and studied: • Appliances’ operation without demand side management and without demand limit • Appliances’ operation with demand side management, without demand limit • Appliances’ operation with demand side management and demand limit 7kW • Appliances’ operation with demand side management, demand limit 7kW and power consumption management • Appliances’ operation with demand side management, demand limit 5kW, without power consumption management • Appliances’ operation with demand side management, demand limit 5kW and power consumption management. The simulation results of each scenario have been compared with the results of previous scenarios in order to obtain useful conclusions on energy cost differentiation, as well as on the consequences of each scenario on consumer’s comfort.
  15. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.