5、智慧城市可再生能源资源综合解析

智慧城市可再生能源资源综合解析

1. 智能建筑热管理与模型预测控制（MPC）

在智能建筑领域，热管理至关重要。通过考虑室外温度、舒适温度水平以及外部干扰随机模型，可构建分布式模型预测控制（MPC）架构用于智能建筑热管理。HVAC（供热、通风与空气调节）单元的数据会共享至数据收集单元，该单元会依据预设目标（如期望舒适度和温度控制）进行监测并采取纠正措施。处理后的数据将由能量控制器用于执行所需操作。

智能建筑模型还包含诸多随机因素，例如可再生能源（RESs）的可用性、负载需求等。同时，电池储能的可用荷电状态和能源定价也需纳入考虑，以提高储能系统在电网能源定价方面的利用率。

MPC方法于20世纪80年代提出，最初广泛应用于化工、炼油等多个领域。它通过迭代和有限时域优化系统模型来实现控制。在时间点‘t’，对工厂的当前状态进行采样，并使用数值算法计算相对较短未来时间范围[t, t + T]内的成本最小化控制方法。多数情况下，利用在线计算来确定从当前状态出发的状态轨迹，并通过求解欧拉 - 拉格朗日方程确定直至预测时间范围[t + T]的成本最小化控制方法。这种方法能预测未来事件，用于当前控制行动，是一种迭代的最优控制方法，在预定义的预测范围内优化有限时间范围，仅考虑控制范围内的当前时隙，然后重复优化过程。

2. 智慧城市的可再生能源技术（RETs）

可再生能源被视为实现整体可持续发展的无限能源，可与多种可再生能源结合，如太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能以及一些小型/微型水力发电厂等。在这些可再生能源中，太阳能和风能因广泛可用性而成为利用率最高的能源，在智慧城市应用中具有优势。然而，将这些能源整合到电网以提取电力是一大挑战。一种方法是使用多个电