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建筑控制层级中的自适应数据驱动预测:瑞士需求响应案例研究

系统与控制 2024-12-13 v3 系统与控制

摘要

通过提供需求响应(DR)等多种服务,建筑因其显著的能耗可在能源市场中发挥关键作用。然而,考虑到建筑动态特性和预期用途的差异,为这类期望功能有效调试建筑需要大量的专业知识和设计投入。在本研究中,我们基于Willems基本引理在建筑控制层级中引入一种自适应数据驱动预测方案。该方案为多样的预测与控制目标提供了通用、灵活且用户友好的接口。我们提供了易于使用的调参流程以及该方案的自适应更新管线,二者均通过广泛的预测测试得到验证。我们通过协调一栋建筑与一个储能系统以在瑞士DR计划中提供二次频率控制(SFC)来评估所提方案。具体而言,我们将该方案集成到一个三层层级式SFC控制框架中,且该层级的每一层被设计为实现不同的运行目标。除灵活性外,我们的方法显著提升了成本效率,与实际建筑中为期52天的实验所示,相比传统控制方案实现了28.74%的运行成本降低。我们的发现强调了所提方案在降低先进建筑控制策略调试成本以及促进建筑控制中新技术的采用方面的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.08866,
  title  = {Adaptive Data-Driven Prediction in a Building Control Hierarchy: A Case Study of Demand Response in Switzerland},
  author = {Jicheng Shi and Yingzhao Lian and Christophe Salzmann and Colin N. Jones},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.08866},
  year   = {2024}
}