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[IEEE 2019年光子学北美会议(PN) - 加拿大魁北克市(2019.5.21-2019.5.23)] 2019光子学北美会议(PN) - 阶跃折射率光纤透镜耦合蓝宝石光纤布拉格光栅

DOI：10.1109/PN.2019.8819550 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 本文展示了采用家庭能源管理系统（HEMS）集成设备的三种能源管理控制策略的研究结果。该系统对三类受控设备进行调控与监测：1）供暖设备；2）特定任务设备；3）储能设备。研究提出了HEMS滚动优化的三种方法：混合整数线性规划（MILP）、连续松弛法（CR）和模糊逻辑控制器（FLC）。其中CR方法通过将MILP转化为线性规划求解来降低计算复杂度。研究还提出了三类FLC控制方案：供热相关FLC、任务相关FLC及电池FLC。通过成本优化效果、计算资源占用和实际实施可行性三个维度对三种控制策略进行评估。结果表明，即使预测信息不准确，这三种算法控制策略均能有效实现成本优化。
作者： ZHI WU，XIAO-PING ZHANG，JOACHIM BRANDT，SU-YANG ZHOU，JIA-NING LI
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究三种控制策略（混合整数线性规划MILP、约束随机CR和模糊逻辑控制FLC）在集成家庭能源管理系统（HEMS）的设备中优化能源流动的有效性。

研究成果

三种控制策略（混合整数线性规划、约束回归和模糊逻辑控制）均能将能耗优化至接近理想成本的水平，其中混合整数线性规划的成本最低但计算耗时显著更长。约束回归方法在成本优化效果几乎无损的前提下降低了计算复杂度。鉴于模糊逻辑控制具有计算耗时短、成本优化性能良好且无需预测数据的优势，建议将其作为实际应用中的最佳选择。

研究不足

该研究承认混合整数线性规划（MILP）的计算强度以及MILP和CR方法对预测数据的需求，这可能不适用于所有实际应用。模糊逻辑控制（FLC）方法虽然不需要预测，但可能无法实现与MILP一样最优的成本。

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