A Central Chilled Water Plant Model for Designing Learning-Based Controllers
本文提出一种基于约束优化的中央冷冻水厂建模框架,使各换热器模型在任意输入下均遵守容量限制,从而扩大有效范围,为训练可探索非常规工况的基于学习的控制器提供可靠仿真环境。
2025-08-21 cs.SY eess.SY
Model-Free Control of Thermostatically Controlled Loads Connected to a District Heating Network
Energy departement of the Research Institute VITO(VITO研究机构能源部门);Department of Electrical Engineering of KU Leuven(KU Leuven电气工程系)
本文提出了一种基于强化学习和市场多智能体系统的无模型控制方法,用于优化连接到区域供热网络的自适应负载,显著提高了实际学习时间内的性能。
2017-02-24 cs.LG cs.SY eess.SY
Evaluation of Peak Shaving Using Thermal Energy Storage in a Validated CHP and District Energy Model
本文构建集成65 MW CHP、45,000冷吨区域供冷与冷冻水蓄能的验证模型,评估并优化校园削峰策略,证明仍具节能改进空间。
2024-10-19 cs.SY eess.SY
Planning Waste-to-Energy-Coupled AI Data Centers Through Grade-Matched Cooling and Corridor Screening
本研究针对AI数据中心发展受供电、互联及冷却制约的问题,开发耦合WtE的冷却廊道筛选框架,通过品位匹配提供冷却,经案例验证其可实现电力节省与规模适配,明确了WtE耦合冷却的可行性及约束条件。
2026-07-30 cs.SY eess.SY
Model Predictive Control of Smart Districts Participating in Frequency Regulation Market: A Case Study of Using Heating Network Storage
本文针对日本蒸汽型区域供热网络缺乏储热罐的问题,提出利用管网热惯性,通过模型预测控制(MPC)框架,在满足网络物理约束下,实现CHP机组参与频率调节市场,并验证了控制器的实时性。
2023-05-12 cs.SY eess.SY
Iterative Learning Control of the Cooling Rate in a Dual-Laser Powder Bed Fusion Process
University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学)
针对双激光LPBF工艺,提出基于优化的迭代学习控制器,结合仿真与实验校正参数误差,将设备成本降低超一个数量级。
2026-09-25 cs.SY eess.SY
Economic versus energetic model predictive control of a cold production plant with thermal energy storage
U. Sevilla(塞维利亚大学)
本文比较了冷生产厂中经济型与能耗型模型预测控制,发现能耗方法在高电力季节能降低2.94%的成本,但增加2.15%的能耗。
2025-12-18 cs.SY eess.SY
Shallow geothermal energy potential for heating and cooling of buildings with regeneration under climate change scenarios
浅层土壤源热泵(GSHPs)是一种很有前途的技术,有助于能源部门的脱碳。在以供暖为主的气候中,将地源热泵用于供暖和制冷可增加其技术潜力,其定义为可与地面交换的最大能量,因为空间制冷产生的多余热量的重新注入导致地面的季节性再生。本文提出了一种新的方法来量化GSHPs的技术潜力,占季节性再生的影响,并估计有用能源供应建筑能源需求在区域范围内。在气候变化和冷却系统市场渗透水平的几种情况下,获得了直接热交换和区域供热和冷却(DHC)的有用能量。在瑞士西部的案例研究表明,季节性再生允许每年的最大热提取密度超过300千瓦时/米$^2$在热注入密度超过330千瓦时/米$^2$。研究结果还表明,到2050年,GSHPs可能会覆盖高达55%的供暖需求,同时覆盖57%的服务部门制冷需求,而DHC则会增加到85%左右。区域范围的结果可为关于安装全球太阳能热泵的战略领域的决策提供信息。
2021-12-02 cs.SY eess.SY
Elastic buildings: Calibrated district-scale simulation of occupant-flexible campus operation for hybrid work optimization
针对后疫情时代混合办公灵活性提升的趋势,本研究用经WiFi数据校准的街区尺度CEA模型模拟真实校园运营场景,量化不同控制策略下人员缺勤的制冷能耗降幅,并探讨相关技术策略。
2023-04-25 cs.MA cs.SY eess.SY
Robust MPC with data-driven demand forecasting for frequency regulation with heat pumps
随着连接到电网的挥发性可再生能源的数量增加,以及基于化石燃料的发电厂的逐步淘汰,对频率调节的需求增加。在需求方面,频率调节服务可以由配备有电加热或冷却系统的建筑物或区域通过利用其热惯性来提供。利用这种潜力的现有方法通常依赖于动态建筑模型,在实践中,获取和维护动态建筑模型可能具有挑战性。因此,这种系统的实际实施是稀缺的。此外,主动控制建筑物需要广泛的控制基础设施,并可能导致区域能源系统中的隐私问题。受此启发,我们利用热惯性的缓冲存储储备,减少建筑模型的需求预测在这里。通过将基于鲁棒模型预测控制的控制方案与仿射策略以及基于人工神经网络的供热需求预测与在线校正方法相结合,我们提供了频率调节储备,并通过包括热泵和缓冲存储的系统保持用户舒适度。虽然鲁棒的方法,确保乘员的舒适性,仿射策略的使用减少了干扰的不确定性对系统状态的影响。在第一次与一个真正的区域式建筑能源系统的实验中,我们证明了该方案能够在各种条件下提供储备,并跟踪调节信号,同时满足连接建筑物的供暖需求。13.4%的电力消耗是灵活的。在额外的数值研究中,我们证明,使用仿射政策显着降低了代价函数,并增加了所提供的储备量,我们调查的次优性相比,一个无所不知的控制系统。
2022-02-14 cs.SY eess.SY
A BCS-GDE Multi-objective Optimization Algorithm for Combined Cooling, Heating and Power Model with Decision Strategies
区域能源系统不仅可以降低能源消耗,而且可以根据需求制定能源供应调度方案。在评价冷热电联供模式时,除了经济成本外,能耗和污染物是更值得关注的因素。建立了以经济成本、一次能源消耗和污染物排放为目标的冷热电联供模型。给出了冷热电联供系统的数学表达式,建立了带约束的多目标优化模型。根据不同的使用需求,设计了两种决策策略,可以适应不同的场景。此外,提出了一种具有最佳折衷解处理机制的广义差分进化算法(BCS-GDE),首次用于CCHP模型的优化。该算法通过对不同容量设备的生产能力进行优化,提供最优的能量调度方案。模拟在三个应用场景中进行:酒店,办公室和住宅楼。仿真结果表明,本文建立的模型可使经济成本降低72%,一次能源消耗降低73%,污染物排放降低88%。同时,Wilcoxon符号秩检验显示BCSGDE显著优于OMOPSO、NSGA-II和SPEA 2,置信度大于95%。
2022-05-19 cs.SY eess.SY
Decentralized PI-control and Anti-windup in Resource Sharing Networks
针对存在M矩阵控制耦合、受增量扇区有界输入非线性影响的多稳定一阶智能体系统,提出带抗积分饱和的分散式PI控制策略,可实现全局渐近镇定,饱和场景下还能最小化状态失配加权1-范数,且在区域供热算例中性能优于现有主流控制器。
2024-06-19 cs.SY eess.SY
Co-Design Optimization for Data Center Cooling System via Digital Twin
University of Michigan-Dearborn(密歇根大学迪尔伯恩分校)
本文提出三层优化框架,解决超算中心冷却单元分配与流体分配问题,通过模型简化评估所有可行方案,实现年度冷却能耗降低35.48%。
2026-08-10 cs.SY eess.SY stat.AP
Feature Engineering Approach to Building Load Prediction: A Case Study for Commercial Building Chiller Plant Optimization in Tropical Weather
Department of Mechanical Engineering(机械工程系)
针对热带商业建筑冷负荷预测精度不足的问题,本研究结合神经网络、卡尔曼滤波与K-means聚类构建预测模型,精度提升46.5%,并通过遗传算法优化冷水机组运行及蓄冷系统设计,实现显著的能耗与成本节约。
2025-02-17 cs.AI cs.LG cs.SY
Optimizing Chilled Water Systems with Cooling Towers via Virtual Power Metrics and Extremum-Seeking Control
Pacific Northwest National Laboratory(太平洋西北国家实验室)
本文提出一种极值寻求控制方法,用于冷却塔风机以降低冷水机组总体能耗,并通过虚拟功率计量器实现无物理功率计系统的应用,实验证明其在不同气候条件下可节省约15%的能耗。
2026-05-14 cs.SY eess.SY
A BCS-GDE Algorithm for Multi-objective Optimization of Combined Cooling, Heating and Power Model
区域能源系统不仅可以降低能源消耗,而且可以根据需求制定能源供应调度方案。建立了以经济成本、一次能源消耗和污染物排放为目标的冷热电联产经济调度模型,提出了满足能源供应需求的3种决策策略。提出了一种基于最佳折衷解处理机制的广义差分进化算法(BCS-GDE),并在算法中引入了最佳折衷解处理机制。在仿真中,根据酒店,办公室和住宅建筑全天的不同能源需求进行资源调度。仿真结果表明,本文建立的模型可以降低经济成本、能源消耗和污染物排放,其中经济成本最大降低率为72%,一次能源消耗最大降低率为73%,污染物排放最大降低率为88%。与经典算法相比,BCS-GDE具有更好的收敛性和多样性。
2021-08-17 cs.SY eess.SP eess.SY
MINLP-based hybrid strategy for operating mode selection of TES-backed-up refrigeration systems
本文提出一种基于混合整数非线性规划的混合最优控制策略,用于含热能储存的制冷系统运行模式选择,以经济性为目标,仿真验证其在成本、调参和适应性上优于非线性MPC策略。
2024-02-07 cs.SY eess.SY math.OC
Optimal chiller loading including transients
Automation Department , addressline= ETSI, U. Sevilla , city= Seville , postcode= 41092 , state= , country= Spain
本文提出了一种考虑瞬态效应的最优冷却器加载方法,通过扩展变量集和动态优化,提高了冷却系统能效。
2025-12-18 cs.SY eess.SY
Building Airflow Monitoring and Control using Wireless Sensor Networks for Smart Grid Application
University of Houston(休斯顿大学)
本文研究通过无线传感器网络实现建筑和中央植物的能源节约与效率提升,提出空气流动监测与控制策略,并通过软件模拟验证其有效性。
2016-06-27 cs.SY eess.SY
MPC for Energy Efficient HVAC Control with Humidity and Latent Heat Considerations
University of Florida(佛罗里达大学)
本文提出一种考虑湿度和潜热的MPC控制器,通过构建低阶数据驱动模型来改进HVAC控制,实验表明该控制器在模拟中优于传统规则控制器和未考虑湿度的MPC控制器,有效提升了舒适度和健康水平。
2019-03-11 cs.SY eess.SY math.OC
An end-to-end differentiable transient vapor-compression framework for automated machine sizing and unified optimal control
该研究提出基于JAX的端到端可微有限体积蒸汽压缩框架,统一设备选型、动态仿真与最优控制,经实验验证精度良好,为相关自动化与协同设计提供开源基础。
2026-08-28 cs.CE cs.SY eess.SY