Estrategia MPC para controlar el laboratorio de hidrógeno del campus Besós
| Autor: | Berenstein Rey, Javier |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Husar, Attila Peter, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Mecànica de Fluids, Institut de Robòtica i Informàtica Industrial |
| Jazyk: | Spanish; Castilian |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: |
Hydrogen as fuel -- Research
Control predictiu -- Models matemàtics -- Disseny i construcció Predictive control -- Mathematical models -- Design and construction Hidrogen com a combustible -- Investigació Migrogrids (Smart power grids) -- Automatic control -- Design and construction Microxarxes (Xarxes elèctriques intel·ligents) -- Control automàtic -- Disseny i construcció Energies::Recursos energètics renovables [Àrees temàtiques de la UPC] CampusLab |
| Zdroj: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Popis: | Les microxarxes energètiques necessiten de tècniques de control especialitzades per a poder operar de manera eficient, tant en termes econòmics com tècnics. Una de les tècniques que més s'ha desenvolupat últimament és la tecnologia MPC. L'objectiu de la present tesi és elaborar una estratègia de control predictiu per a controlar la planta pilot que proveirà d'hidrogen al laboratori d'hidrogen del campus Besós de la UPC. S'ha realitzat una recerca de l'estat de l'art actual i s'ha desenvolupat un model MPC, el qual es contrasta amb un esquema de control de regles lògiques, basat en els nivells de pressió dels tancs. El model emprat per a definir els elements és lineal i amb la condició de definir el comportament d'estats dels electrolizadors i del compressor s'empra la formulació MLD. Es realitzen simulacions representatives de setmanes dels diferents períodes estacionals anuals variant el nivell de potència fotovoltaica instal·lada. Després de realitzar les simulacions, es conclou que la tècnica MPC ofereix múltiples avantatges respecte al control per regles lògiques, tant en estalvi econòmic a causa d'una millor gestió dels equips com en una millora operativa de la pròpia planta Las microrredes energéticas necesitan de técnicas de control especializadas para poder operar de forma eficiente, tanto en términos económicos como técnicos. Una de las técnicas que más se ha desarrollado últimamente es la tecnología MPC. El objetivo de la presente tesis es elaborar una estrategia de control predictivo para controlar la planta piloto que abastecerá de hidrógeno al laboratorio de hidrógeno del campus Besós de la UPC. Se ha realizado una investigación del estado del arte actual y se ha desarrollado un modelo MPC, el cual se contrasta con un esquema de control de reglas lógicas, basado en los niveles de presión de los tanques. El modelo empleado para definir los elementos es lineal y con tal de definir el comportamiento de estados de los electrolizadores y del compresor se emplea la formulación MLD. Se realizan simulaciones representativas de semanas de los diferentes periodos estacionales anuales variando el nivel de potencia fotovoltaica instalada. Tras realizar las simulaciones, se concluye que la técnica MPC ofrece múltiples ventajas respecto al control por reglas lógicas, tanto en ahorro económico debido a una mejor gestión de los equipos cómo en una mejora operativa de la propia planta Energy microgrids require specialized control techniques in order to operate efficiently, both in economic and technical terms. One of the techniques that has been developed the most lately is Model Predictive Control (MPC) technology. The objective of this thesis is to develop a predictive control strategy to control the pilot plant that will supply hydrogen to the hydrogen laboratory of the Besós campus of the UPC. An investigation of the current state of the art has been carried out and an MPC model has been developed, which is contrasted with a control scheme of logical rules, based on the pressure levels of the tanks. The model used to define the elements is linear and to define the behavior of the states of the electrolyzers and the compressor, the Mixed Logical and Dynamical (MLD) formulation is used. Representative simulations of weeks of the different annual seasonal periods are carried out and varying the level of installed photovoltaic power. After carrying out the simulations, it is concluded that the MPC technique offers many advantages over control by logical rules, both in economic savings due to better equipment management and in an operational improvement of the equipment usage Objectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i Infraestructura::9.4 - Per a 2030, modernitzar les infraestructures i reconvertir les indústries perquè siguin sostenibles, usant els recursos amb més eficàcia i promovent l’adopció de tecnologies i processos industrials nets i racionals ambientalment, i aconseguint que tots els països adoptin mesures d’acord amb les capacitats respectives |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|