面向复杂多域能源系统的高效协同仿真与控制方法：PEGASE平台的概念与应用
最优化与控制
2025-06-19 v1
摘要
本文介绍了一种新型研究软件——PEGASE，适用于复杂多域能源系统的设计、验证与部署先进控制策略。PEGASE尤其具备高度效的协同仿真引擎，以及用于定义基于规则的控制策略和模型预测控制（MPC）的集成解决方案。PEGASE平台的核心原则是分而治之。确实，与其试图作为单一实体解决问题（对于多域大型系统可能高度复杂），通常更有效地将其分解为多个域或子问题，按解耦方式进行仿真。为提供协同仿真功能，PEGASE基于两个主要组件。第一个是集成仿真模型的框架，仿真模型可以符合FMI标准或通过应用程序编程接口（API）进行接口。第二个是支持不同时间步长的多线程排序器。为提供先进的控制功能，PEGASE还配备了MPC框架，综合管理预测数据并拥有专用于制定混合整数线性规划（MILP）的建模器。我们在C++中实现了该框架，为典型应用提供低效 formulation和求解时间。通过标准行业协议实现硬件连接，进而使PEGASE能够控制实际能源系统。本文展示了这些基本功能结合专用建模工具后，如何设置适用于解决各种能源系统复杂性的仿真和控制应用。为说明这一点，我们展示了来自我们近期研究工作的四个应用实例。这些实例涵盖了从集中式太阳热电厂到区域供热网络最优控制等多个领域。这种多样性的示例表明了该方法的稳健性和通用性。
引用
@article{arxiv.2506.15195,
title = {An efficient co-simulation and control approach to tackle complex multi-domain energetic systems: concepts and applications of the PEGASE platform},
author = {Mathieu Vallee and Roland Baviere and Valérie Seguin and Valéry Vuillerme and Nicolas Lamaison and Michael Nikhil Descamps and Antoine Aurousseau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.15195},
year = {2025}
}