基于CO2排放强度预测的热泵控制
系统与控制
2020-05-12 v1 系统与控制
摘要
为最小化相关电力发电产生的CO2排放，开发了一种用于建筑供暖的优化热泵控制。该控制将天气与CO2排放预测作为模型预测控制（MPC）——一种利用动态过程模型、约束条件和待最小化代价函数的多变量控制算法——的输入。在一项仿真研究中，该控制被应用于2017-2018全年期间电力投标区DK2（丹麦东部）的天气与电网条件。研究了两种情景：一种是家庭住宅，另一种是办公建筑。建筑依据标准与建筑规范进行选型设计。主要结果以相对于经典恒温控制的CO2排放节约量来衡量。需注意，这仅衡量使用MPC控制所获得的收益，即能量灵活性，而非绝对节约量。结果表明，在配备地暖的保温良好新建建筑中，该期间可实现约16%的节约。此外，进行了敏感性分析以评估各种建筑特性（如保温水平和热容）的影响。以丹麦1977年及以后的建筑规范作为保温水平的基准。研究表明，保温与热质量均影响可实现的灵活性节约，尤其对于地暖。符合1979年以后规范的建筑可提供约10%的灵活性排放节约，而符合更早规范的建筑根据供暖系统与热质量的不同提供0-5%范围内的节约。
引用
@article{arxiv.2005.05017,
title = {Control of heat pumps with CO2 emission intensity forecasts},
author = {Kenneth Leerbeck and Peder Bacher and Rune Grønborg and Anna Tveit and Olivier Corradi and Henrik Madsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.05017},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 12 figures. Submitted to Energies