使用 ARX 模型的含水层热能储存系统模型预测控制

含水层热能储存（ATES）可以减少建筑暖通空调（HVAC）系统的 CO2 排放。在实际应用中，ATES 将大量热能储存在地下水饱和的含水层中。通常，ATES 系统由两个储能库（一个用于储热，一个用于储冷）组成，并支持同时存在的 HVAC 系统组件的供暖和制冷工作。这样，可以减少已安装的、通常基于化石燃料的组件的运行和排放。ATES 系统的控制具有挑战性，目前已提出了包括模型预测控制（MPC）在内的各种控制方案。在此背景下，我们提出了一种基于输入输出数据的混合 ATES 系统动力学的轻量级带外生输入的自回归（ARX）模型。该 ARX 模型允许设计基于输出的 MPC 方案，从而产生一个易于求解的二次规划，并避免了具有挑战性的地下温度状态估计。一项数值研究讨论了 ARX 预测器的准确性和控制器性能。