بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان هوشمند از طریق مدیریت یکپارچه انرژی حرارتی و الکتریکی با کنترل سمت تقاضا

ساختمان های هوشمند مجهز به زیرساخت های ارتباطی و کنترلی، پتانسیل بهینه سازی مدیریت انرژی را ارائه می دهند که منجر به افزایش بهره وری و کاهش قابل توجه هزینه ها می شود. این ساختمان ها معمولا از چندین واحد مسکونی با وسایل برقی رایج مانند ماشین لباسشویی و تلویزیون تشکیل شده اند. سیستم مدیریت انرژی نه تنها باید نیازهای الکتریکی را تامین کند، بلکه باید انرژی حرارتی را برای گرمایش و سرویس بهداشتی نیز تامین کند. ساختمان های هوشمند مدرن اغلب منابع انرژی مختلف مانند سیستم های فتوولتائیک، واحدهای حرارتی و برق ترکیبی (CHP)، بویلرها، در کنار دستگاه های ذخیره سازی الکتریکی و حرارتی را ادغام می کنند. یک چالش کلیدی در این زمینه، مدیریت هماهنگ انرژی حرارتی و الکتریکی برای به حداقل رساندن هزینه های عملیاتی ساختمان است. این مقاله یک مدل جامع برای این منظور پیشنهادمی کند. این مدل برنامه ریزی انعطاف پذیر تجهیزات الکتریکی مانند جاروبرقی را به همراه عملکرد دیگ بخار، واحد CHP و دستگاه های ذخیره سازی درنظرمی گیرد که هدف همگی آن ها به حداقل رساندن هزینه های انرژی است. این مدل تضمین می کند که تمام خروجی سیستم فتوولتائیک در داخل ساختمان مصرف می شود و تمام نیازهای حرارتی و الکتریکی بدون حذف بار به طور موثر برآورده می شود. مدل محدب، امکان یافتن راه حل بهینه سراسری را با استفاده از جعبه ابزار YALMIP و حل کننده های ریاضی مانند CPLEX می دهد. برای اعتبارسنجی مدل، یک ساختمان هوشمند شبیه سازی شده در MATLAB ایجادشد که در آن مدل پیشنهادی با دو الگوریتم ازدحام ذرات و YALMIP حل شد. نتایج نشان دهنده برتری YALMIP در یافتن راه حل بهینه است.