Control of flow networks with constraints and optimality conditions

Meer dan 40% van de totale energieconsumptie wordt gebruikt voor gebouwverwarming terwijl het grootste gedeelte wordt gegenereerd door fossiele brandstoffen. Gelukkig is er een verschuiving naar meer hernieuwbare bronnen zoals geothermie, restwarmte en warmtepompen. Echter, de productie van deze bronnen kan fluctueren en bevind zich vaak niet op dezelfde locatie als de vraag. Om deze redenen kan een warmtenetwerk met opslagmogelijkheden gebruikt worden voor het transport en garantie van aflevering. Een nadeel is dat een deel van de warmte verloren gaat in de pijpen. Deze verliezen kunnen kleiner gemaakt worden door de pijpen te verkleinen maar heeft als gevolg dat de wrijving in de pijpen toeneemt. Om dit op te lossen kunnen meerdere pompen geïnstalleerd worden. Door de extra pompen en de toevoeging van meerder producenten die niet noodzakelijk worden beheerd door één partij, volgt het dat de volgende generatie van warmtenetten nieuwe regeltechnische strategieën nodig hebben. In dit proefschrift ontwerpen en analyseren we zulke strategieën om de productie optimaal te coördineren en de opslagniveaus te reguleren zodanig dat de warmtelevering gegarandeerd kan worden. Om schaalbaarheid te garanderen, een ‘single point of failure’ te voorkomen en informatie-uitwisseling te minimaliseren stellen we een gedistribueerd mechanisme voor dat een peer-to-peer communicatienetwerk gebruikt. We ontwerpen ook regelaars die de druk in de netwerken met meerdere pompen reguleert. Omdat deze pompen vaak alleen een positieve druk kunnen leveren zorgen we er voor dat aan deze voorwaarde wordt voldaan