面向住宅多能载体能源系统的老化感知能量管理

在建筑电气化背景下，集成多种能源载体（电力、热力、出行）的分布式能源运行由于非线性设备动态、不确定性及计算问题而面临重大挑战。因此，能量管理系统旨在以最佳方式决定功率调度。其目标是在运行成本（能源账单或资产退化）与用户需求（出行、供暖等）之间实现最小化与平衡。当前的能量管理在特定拟合条件之外使用经验电池老化模型，导致不准确和性能不佳。此外，其与热力系统的联系也被忽视。本文提出了一种用于电气化建筑的老化感知非线性经济模型预测控制器，该控制器结合了基于物理的电池老化模型。这些模型区分了不同的储能系统（化学成分、老化状态等），并明确了电网成本与电池退化之间的权衡。所提出的算法既可以降低电网成本，也可以延长电池寿命（电动汽车或固定电池包）。此外，在夏季用 LFP 化学体系替代 NMC 电池可优化电网性能，实现 10% 的电网成本降低和 20% 的退化减少。最后，在使用老化电池的情况下，与现有技术相比，所提出的 MPC 在太阳能发电量高且热负荷低的时期（如夏季），其电网成本和退化分别改善了 10% 和 5%。