Institut Nachhaltigkeit und Energie am Bau

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2020 - 20223

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    Publikation
    Development and experimental evaluation of grey-box models of a microscale polygeneration system for application in optimal control
    (Elsevier, 2020) Sawant, Parantapa; Bürger, Adrian; Doan, Minh Dang; Felsmann, Clemens; Pfafferott, Jens
    01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
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    Publikation
    Simulationsgestützte Systemauslegung für sorptionsgestützte, solare Kälteanlagen
    (VDI Fachmedien, 2022) Bürger, Adrian; Sawant, Parantapa; Wittstadt, Ursula; Altmann-Dieses, Angelika; Pfafferott, Jens
    Die fluktuierende Verfügbarkeit regenerativer Energiequellen stellt eine Herausforderung bei der Planung und Auslegung regenerativer Gebäudeenergiesysteme dar. Die in einem System benötigten Speicherkapazitäten hängen dabei sowohl von der eingesetzten Regelungsstrategie als auch von den temperaturabhängigen Wirkungsgraden der Anlagenkomponenten ab. Genauere Einblicke in das Betriebsverhalten eines Gesamtsystems können dynamische Simulationen liefern, die eine Analyse der Systemtemperaturen und von Teilenergiekennwerten ermöglichen.
    01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
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    Publikation
    Experimental demonstration of grid-supportive scheduling of a polygeneration system using economic-MPC
    (Elsevier, 12.11.2021) Sawant, Parantapa; Bürger, Adrian; Felsmann, Clemens; Pfafferott, Jens
    Drawing off the technical flexibility of building polygeneration systems to support a rapidly expanding renewable electricity grid requires the application of advanced controllers like model predictive control (MPC) that can handle multiple inputs and outputs, uncertainties in forecast data, and plant constraints amongst other features. In this original work, an economic-MPC-based optimal scheduling of a real-world building energy system is demonstrated and its performance is evaluated against a conventional controller. The demonstration includes the steps to integrate an optimisation-based supervisory controller into a standard building automation and control system with off-the-shelf HVAC components and usage of state-of-art algorithms for solving complex nonlinear mixed integer optimal control problems. With the MPC, quantitative benefits in terms of 6–12% demand-cost savings and qualitative benefits in terms of better controller adaptability and hardware-friendly operation are identified. Further research potential for improving the MPC framework in terms of field-level stability, minimising constraint violations, and inter-system communication for its deployment in a prosumer-network is also identified.
    01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift