Hierarchische modellprädiktive Regelung eines stationären Wasserstoff-Batterie-Hybridsystems

Datum

03.06.2019

Zeit

13:00 - 14:00

Sprecher

Verena Neisen, M. Sc.

Zugehörigkeit

RWTH Aachen, Institut für Regelungstechnik

Serie

Dresdner Automatisierungstechnisches Kolloquium DAK

Sprache

de

Hauptthema

Verkehr

Host

www.ivi.fraunhofer.de

Beschreibung

Hybride Speichersysteme, bestehend aus Akkumulator und Wasserstoffspeicher mit Brennstoffzelle und Elektrolyseur, vereinen die Vorteile der Technologien hinsichtlich Effizienz und Kapazität. Damit können sie ökonomisch effizient zur Reduktion der stark fluktuierenden Einspeisung von Wind- und Photovoltaikenergie beitragen. Der Vortrag fokussiert sich auf einen hierarchischen Regelungsentwurf für derartige Hybridsysteme. Die Regelungshierarchie wird anhand der stark unterschiedlichen Zeitskalen des Systems motiviert, die sich vom Nanosekundenbereich auf Zellebene bis hin zu einem Tag für Verbrauchsprognosen erstrecken. Besonderer Fokus liegt auf der obstersten Regler-Ebene. Mithilfe einer ökonomischen modellbasierten prädiktiven Regelung wird die Betriebsführung im Hinblick auf hohe Gesamteffizienz und lange Lebensdauer realisiert. Herausforderungen ergeben sich dabei durch komponentenabhängige Minimalleistungen, Startenergien und weitere Nichtlinearitäten. Die Wahl des Optimierungsverfahrens in der Regelung ist diesbezüglich von zentraler Bedeutung und beeinflusst maßgeblich den Kompromisses zwischen erforderlicher Rechenzeit und der erzielbaren Modellgenauigkeit. Verglichen werden daher Verfahren zunehmenden Detaillierungsgrades: Linear Programming (LP), Mixed-Integer Linear Programming (MILP) und Mixed-Integer Quadratic Constraint Programming (MIQCP).

Letztmalig verändert: 28.05.2019, 15:43:08