Teadus ja tulevik

Tehnikaülikooli tarkvarateadlane pakkus elektrisalvestite juhtimiseks uudse lahenduse

Rubriiki toetab

Viimastel aastatel on salvestustehnoloogiad järk-järgult muutunud kaasaegsete elektrisüsteemide lahutamatuks osaks. Teada-tuntud probleem on salvestusseadmete optimaaljuhtimine eesmärgiga maksimeerida süsteemi efektiivsust või töökindlust. Näiteks kuidas minimeerida salvestusseadmega hübriidauto kütusekulu või maksimumvõimsust, opereerides seadet antud piirides.

Tallinna Tehnikaülikooli (TalTech) professor Juri Belikov töötas koostöös Iisraeli kolleegiga välja uudse juhtimisskeemi energiasalvestiste jaoks, mis toimib määramatuse tingimustes.

Lahendust saab lisaks hübriidautodele kasutada igal pool, kus on tegemist energia tootmise, tarbimise ja salvestamisega – näiteks taastuvenergiat kasutav eramaja.

Belikovi sõnul pole sugugi kerge otsustada, kui palju ja millal peaks seade energiat salvestama. Selliseid optimaalseid juhtimisprobleeme on tavaliselt raske lahendada suure arvutusliku keerukuse tõttu, sest optimaalse lahenduse leidmine nõuab salvestatud energia arvutamist igal ajahetkel, rääkis tarkvarateadlane.

Ta märkis, et lisaks sisaldavad energiasalvestuse optimeerimise probleemid määramatust nagu varieeruvad koormuskõverad, taastuvenergia tootmise muutlikkus või ajas muutuv hind.

Selliseid määramatusi võtavad tavaliselt arvesse stohhastilised juhtimismeetodid. Reaalsetes süsteemides on nende kasutamine siiski problemaatiline, sest koormust kirjeldav statistiline mudel (nt sõiduprofiil) on kas väga keeruline või seda pole lihtsalt olemas.

Kuigi koormust saab täpselt kirjeldada juhusliku protsessina, teeb optimaaljuhtimise numbriline algoritm selle suure keerukuse tõttu ebapraktiliseks.

Juri Belikov pakkus koos Yoash Levroniga Technionist välja mittelineaarse kahetasandilise juhtimisskeemi energiasalvestiste jaoks, mis toimib määramatuse tingimustes.

Esimese sammuna kasutatakse lahenduses Pontryagini miinimumprintsiipi, et leida optimaalne tagasisidestatud süsteem. Kuna selline optimaalsüsteem on kausaalne, ei vaja see infot signaalide tulevaste väärtuste kohta. Et aga tasuta lõunasööke pole, on tulemuseks süsteemi ebastabiilsus.

Antud tagasisidega süsteemi põhjal luuakse suboptimaalsete kontrollerite perekond, mis on saadud algse süsteemi stabiliseerimisel negatiivse tagasiside abil. Lõplik kontroller pole küll enam päris optimaalne, aga on endiselt kausaalne (st pole vaja infot tulevaste signaalide kohta), mistõttu kontroller suudab määramatuse tingimustes hästi töötada.

Et stabiliseerivate tagasiside eri vormide abil on võimalik saada erinevaid kontrollereid, avab väljapakutud lähenemine palju võimalusi tulevasteks uuringuteks ja potentsiaalseteks rakendusteks.

Teadlaste töö pälvis energeetikaalasel konverentsil PES GM tipptaset tõestava hinnangu ning jõudis parimate hulka (best-of-the-best). Kõrge hinnangu saanud teadusartikkel (Control of energy storage devices under uncertainty using nonlinear feedback systems) asub siin.

Selles rubriigis vahendame maailma teadusuudiseid, tulevikuvaateid ning oma kõige põnevamaid tegemisi.

Populaarsed lood mujal Geeniuses

Ära jää ilma päeva põnevamatest lugudest

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate olulisematest Geeniuse teemadest.