Các nhà nghiên cứu báo cáo mô hình có thể mở rộng giúp sử dụng lưới hiệu quả hơn, thông minh hơn

Các nhà nghiên cứu báo cáo mô hình có thể mở rộng giúp sử dụng lưới hiệu quả hơn, thông minh hơn

    Các nhà nghiên cứu báo cáo mô hình có thể mở rộng giúp sử dụng lưới hiệu quả hơn, thông minh hơn

    Ảnh: Pixabay/CC0 

    city at night
    Các tòa nhà tiêu thụ khoảng 75% lượng điện được sử dụng ở Hoa Kỳ và nếu không có những thay đổi đáng kể, con số này dự kiến ​​sẽ tăng lên trong những thập kỷ tới. Một câu trả lời có khả năng tồn tại trong các nguồn tài nguyên tái tạo, nhưng họ đang bối rối với sự không chắc chắn về thời điểm mặt trời có thể chiếu sáng, khi gió có thể thổi và cách tốt nhất để cắm vào lưới điện. Tuy nhiên, có thể có một phương pháp để kiểm soát sự điên rồ, theo Greg Pavlak, trợ lý giáo sư kỹ thuật kiến ​​trúc tại Penn State.

    Pavlak cho biết, các mô hình tính toán để tối ưu hóa cách một tòa nhà sử dụng năng lượng tái tạo đã tồn tại nhưng có xu hướng chùn bước khi số lượng tòa nhà cần tối ưu hóa tăng lên, Pavlak cho biết. Pavlak và các cộng tác viên của ông đã phát triển một mô hình có thể mở rộng đặc biệt để kiểm soát các nhóm tòa nhà lớn và nhu cầu năng lượng của chúng trong môi trường vận hành thực tế. Họ đã công bố phương pháp của mình trên Tạp chí Lưu trữ Năng lượng.

    "Cách tiếp cận của chúng tôi cho phép chúng tôi kiểm soát danh mục đầu tư lớn của các tòa nhà theo cách thông minh, sử dụng năng lượng tái tạo và lưu trữ nhiệt," Pavlak nói. "Để đưa ra những quyết định kiểm soát đó, chúng ta cần tính đến sự không chắc chắn. Có rất nhiều điều chưa biết: thời tiết ra sao, mọi người đang làm gì, chi phí năng lượng hiện tại là bao nhiêu, v.v. Mô hình của chúng tôi tính đến tất cả những điều không chắc chắn đó để phát triển kế hoạch tốt nhất."

    Mô hình áp dụng tối ưu hóa ngẫu nhiên dự đoán, nghĩa là các biến không chắc chắn nhưng có khả năng phân phối. Ví dụ: nếu có 80% khả năng ngày mai sẽ có mưa, thì mô hình có thể dự đoán một cách hợp lý rằng sẽ có ít ánh sáng mặt trời chiếu vào lưới điện hơn, nhưng trời cũng sẽ mát hơn nên có thể cần ít điện hơn để cung cấp năng lượng cho máy điều hòa không khí trong một dãy phòng của các tòa nhà.

    Pavlak cho biết: “Chúng tôi đã phát triển một bộ điều khiển giám sát dựa trên việc giải quyết vấn đề lập kế hoạch ngẫu nhiên, sau đó giải quyết một chuỗi các vấn đề vận hành theo thời gian thực. "Điều quan trọng đối với việc triển khai thực tế khuôn khổ này, chúng tôi đề xuất triển khai song song phương pháp độ dốc giảm phương sai dựa trên làm mịn, hiển thị tốc độ tối ưu và độ phức tạp của mẫu gần tối ưu có thể mở rộng theo một số tình huống."

    Nói cách khác, có hai chức năng chính đối với khung. Đầu tiên là tạo kế hoạch trong ngày cho các hoạt động của tòa nhà dựa trên các tình huống khác nhau trong thế giới thực, chẳng hạn như thời tiết hoặc công suất sử dụng tòa nhà, ước tính được lấy từ lịch sử và dự báo gần đây. Thứ hai là tối ưu hóa thời gian thực để điều chỉnh kế hoạch theo điều kiện thực tế. Theo Pavlak, giải pháp được tối ưu hóa được kết hợp với các dự đoán trong ngày tới và cùng với nhau, khung có thể giải quyết hiệu quả câu hỏi về nhu cầu trên các quy mô.

    Nhóm đã mô phỏng hai nghiên cứu điển hình để so sánh giải pháp của họ với các phương pháp truyền thống để kiểm tra hiệu quả, khả năng mở rộng và kết quả liên quan đến thông tin đã biết. Họ đã sử dụng hai ngày trong quá khứ với các biến đã biết để so sánh. Trung bình, giải pháp của họ giúp tiết kiệm khoảng 50 đô la mỗi ngày và tối đa 150 đô la mỗi ngày.

    Theo Pavlak, thuật toán giải pháp được đề xuất có khả năng mở rộng hơn so với các giải pháp tiên tiến nhất hiện nay về mặt sử dụng bộ nhớ máy tính và thời gian xử lý.

    "Điều này có nghĩa là giờ đây chúng tôi có thể giải quyết các vấn đề ra quyết định trong thế giới thực liên quan đến sự không chắc chắn trên nhiều tòa nhà, hệ thống và thiết bị," Pavlak nói.

    Pavlak cho biết, mô hình mới là điểm khởi đầu của khả năng, đặc biệt là khi các cấu trúc thị trường năng lượng mới kết hợp trực tiếp hơn các nguồn tài nguyên linh hoạt đang phát triển.

    Pavlak cho biết: “Chúng tôi đang bắt đầu phát triển các mô hình đơn giản hơn để mở rộng quy mô với số lượng lớn hơn, dẫn đến các cơ chế kiểm soát hiệu quả và kinh tế hơn”. "Chúng tôi đang chuẩn bị các công cụ ra quyết định cần thiết cho những thị trường năng lượng mới đó trong tương lai."

    Zalo
    Hotline