Uudne lahendus energiasalvestite optimaalseks juhtimiseks
TalTechi professor Juri Belikov töötas koos Iisraeli kolleegiga energiasalvestite jaoks välja uudse juhtimisskeemi, mis toimib määramatuse tingimustes. Peale hübriidautode saab lahendust kasutada igal pool, kus on tegemist energia tootmise, tarbimise ja salvestamisega.
Viimastel aastatel on salvestustehnoloogiad järk-järgult muutunud tänapäevaste elektrisüsteemide lahutamatuks osaks. Teada-tuntud probleem on salvestusseadmete optimaaljuhtimine eesmärgiga maksimeerida süsteemi efektiivsust või töökindlust. Näiteks kuidas minimeerida salvestusseadmega hübriidauto kütusekulu või maksimumvõimsust, opereerides seadet antud piirides.
Belikovi sõnul pole kerge otsustada, kui palju ja millal peaks seade energiat salvestama. Selliseid optimaalseid juhtimisprobleeme on tavaliselt raske lahendada arvutusliku keerukuse tõttu, sest optimaalse lahenduse leidmine nõuab salvestatud energia arvutamist igal ajahetkel. Lisaks sisaldavad energiasalvestuse optimeerimise probleemid määramatust nagu varieeruvad koormuskõverad, taastuvenergia tootmise muutlikkus või ajas muutuv hind. Selliseid määramatusi võtavad tavaliselt arvesse stohhastilised juhtimismeetodid. Reaalsetes süsteemides on nende kasutamine problemaatiline, sest koormust kirjeldav statistiline mudel (nt sõiduprofiil) on kas väga keeruline või seda pole olemas. Kuigi koormust saab täpselt kirjeldada juhusliku protsessina, teeb optimaaljuhtimise numbriline algoritm selle keerukuse tõttu ebapraktiliseks.
Juri Belikov pakkus koos Yoash Levroniga välja mittelineaarse kahetasandilise juhtimisskeemi määramatuse tingimustes toimivate energiasalvestite jaoks. Esimese sammuna kasutatakse lahenduses Pontryagini miinimumprintsiipi, et leida optimaalne tagasisidestatud süsteem. Selline optimaalsüsteem on kausaalne, see ei vaja infot signaalide tulevaste väärtuste kohta. Kuid süsteem on ebastabiilne.
Antud tagasisidega süsteemi põhjal luuakse suboptimaalsete kontrollerite perekond, mis on saadud algse süsteemi stabiliseerimisel negatiivse tagasiside abil. Lõplik kontroller pole küll enam päris optimaalne, aga on endiselt kausaalne (st pole vaja infot tulevaste signaalide kohta), mistõttu kontroller suudab määramatuse tingimustes hästi töötada. Et stabiliseerivate tagasiside eri vormide abil on võimalik saada erinevaid kontrollereid, avab väljapakutud lähenemine palju võimalusi tulevasteks uuringuteks ja potentsiaalseteks rakendusteks.
Teadusartikkel Control of energy storage devices under uncertainty using nonlinear feedback systems pälvis energeetikaalasel konverentsil PES GM tipptaset tõestava hinnangu ning jõudis parimate hulka (best-of-the-best).
Allikas: TalTech
Foto: Carl Attard / Pexels
