Model predictive control for low-temperature domestic heat and power supply systems with energy storage

Optimale Regelungsverfahren wie die modellprädiktive Regelung können die Energieeffizienz von Heizungsanlagen deutlich erhöhen, scheitern in der Praxis bislang aber meist am hohen Rechenaufwand. In dieser Arbeit wird eine zur Anwendung mit eingebetteter Hardware geeignete modellprädiktive Regelung für häusliche Wärme- und Stromversorgungssysteme mit Energiespeichern entwickelt. Die Kombination diverser Methoden, wie der Ermittlung optimaler Energieflüsse anstelle des Volumenstroms oder der Manipulation von Eingangsbeschränkungen, ermöglicht auch auf eingebetteter Hardware die Nutzung schneller kontinuierlicher Optimierungsalgorithmen zum Einbinden von Restriktionen, die üblicherweise auf komplexe, gemischt-ganzzahlige Optimierung führen. Der entwickelte Regler wird sowohl mit ausführlichen Simulationen als auch experimentell erprobt, wobei das Erreichen der Regelungsziele, namentlich thermischer Komfort und maximaler Eigenstromverbrauch, an einer Demonstrationsanlage bestätigt wird