Economic model-predictive control of building heating systems using Backbone energy system modelling framework
Julkaisuvuosi
2023
Tekijät
Rasku, Topi; Lastusilta, Toni; Hasan, Ala; Ramesh, Rakesh; Kiviluoma, Juha
Tiivistelmä
Accessing the demand-side management potential of the residential heating sector requires sophisticated control capable of predicting buildings’ response to changes in heating and cooling power, e.g., model-predictive control. However, while studies exploring its impacts both for individual buildings as well as energy markets exist, building-level control in large-scale energy system models has not been properly examined. In this work, we demonstrate the feasibility of the open-source energy system modelling framework Backbone for simplified model-predictive control of buildings, helping address the above-mentioned research gap. Hourly rolling horizon optimisations were performed to minimise the costs of flexible heating and cooling electricity consumption for a modern Finnish detached house and an apartment block with ground-to-water heat pump systems for the years 2015–2022. Compared to a baseline using a constant electricity price signal, optimisation with hourly spot electricity market prices resulted in 3.1–17.5% yearly cost savings depending on the simulated year, agreeing with comparable literature. Furthermore, the length of the optimisation<br/>horizon was not found to have a significant impact on the results beyond 36 h. Overall, the simplified model-predictive control was observed to behave rationally, lending credence to the integration of simplified building models within large-scale energy system modelling frameworks.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Ei
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €
2476
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi
2023
Muut tiedot
Tieteenalat
Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka; Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.3390/buildings13123089
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä