Podrobno

Inteligentno upravljanje energije v gospodinjstvu na podlagi optimizacije in napovedovanja
ID Begić, Salem (Avtor), ID Tomažič, Simon (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,13 MB)
MD5: 68CA57CECD1E1E92A4A1E6D9EEB319BF

Izvleček
V tej diplomski nalogi je opredeljen razvoj algoritma, ki združuje optimizacijo z rojem delcev (PSO) ter osnovne ideje modelnega prediktivnega vodenja (MPC) z namenom minimizacije stroškov električne energije v gospodinjstvu ob hkratnem zagotavljanju stabilnosti sistema. Čeprav algoritem uporablja pristop z odmikajočim horizontom, podobnim MPC vodenju, v tej nalogi ne uporabljamo klasičnega MPC regulatorja, temveč le optimizacijo urnika ob predpostavki znanih prihodnjih podatkov. Algoritem optimizira časovne intervale polnjenja in praznjenja baterijskega hranilnika, razporejanje polnjenja električnega avtomobila in moduliranje moči toplotne črpalke glede na predhodno definirane parametre sistema in realistične vhodne podatke, kot so poraba gospodinjstva, proizvedena električna energija, cena električne energije, zunanja temperatura ter poraba in prisotnost električnega avtomobila. Algoritem je bil implementiran v okolju MATLAB in testiran na kratkoročnih (48 ur) in dolgoročnih (30 dni) časovnih horizontih. Rezultati simulacije dokazujejo, da razviti algoritem presega preprost način vodenja, ki temelji na logičnih pravilih z do približno 10 % nižjimi stroški na mesec. Nadaljnja analiza prikazuje vplive posameznih parametrov in vhodnih spremenljivk, kot so velikost baterijskega hranilnika, velikost sončne elektrarne, cena električne energije, sezonske spremembe in podobno. Rezultati potrjujejo, da algoritem z optimizacijo omogoča bolj učinkovito rabo lastno proizvedene energije, zmanjšuje odvisnost od omrežja ter predstavlja uporaben pripomoček pri načrtovanju gospodinjskih energetskih sistemov.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:Optimizacija, upravljanje z energijo, razvoj algoritma, optimizacija z rojem delcev (PSO), sončne elektrarne, električni avtomobili, toplotne črpalke, MATLAB
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-172638 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:258976259 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:10.09.2025
Število ogledov:184
Število prenosov:20
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Intelligent household energy management based on optimization and prediction
Izvleček:
This thesis presents the development of an algorithm that combines particle swarm optimization (PSO) and the basic ideas of model predictive control (MPC) with the aim of minimizing household electricity costs while ensuring energy system stability. Although the algorithm uses a rolling horizon approach similar to MPC control, in this thesis, we do not use a classic MPC controller, but rather schedule optimization assuming known future data. The algorithm optimizes the time intervals of battery storage charging and discharging, electric vehicle charge scheduling, and heat pump power modulation based on predefined system parameters and realistic input data such as household consumption, generated electricity, electricity price, outdoor temperature, and consumption and presence of an electric vehicle. The algorithm was implemented in the MATLAB environment and tested on short-term (48 hours) and long-term (30 days) time horizons. Simulation results demonstrate that the developed algorithm, compared to a simple rule-based control method, achieves up to about 10 % lower monthly costs. Further analysis shows the effects of individual parameters and input variables such as battery storage capacity, solar power plant size, electricity price, seasonal changes, and other relevant factors. The results confirm that the optimization-based algorithm enables more efficient use of self-generated energy, reduces grid dependency, and serves as a useful tool for the design of household energy systems.

Ključne besede:Optimization, energy management, algorithm development, particle swarm optimization (PSO), solar power plants, electric vehicles, heat pumps, MATLAB

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj