Entwurf und Validierung eines modellprädiktiven Energiesystemreglers mittels Simulatorkopplung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Entwurf einer modellprädiktiven Regelung für ein Gebäudeenergiesystem, welches im Wesentlichen aus einer Wärmepumpe, einem Pufferspeicher und einem Gaskessel besteht. Zu Beginn (Kapitel 2 und 3) wird der Aufbau des Systems vorgestellt und eine Modellierung sowie Parametrierung der einzelnen Systemkomponenten vorgenommen. Das Kapitel 4 widmet sich dem Entwurf des modellprädiktiven Reglers und einer konventionell gebräuchlichen Referenzregelung für einen Vergleich der Simulationsergebnisse. Im letzten Teil der Arbeit wird das Regelstreckenmodell mithilfe der Modelica Buildings Library in Dymola entworfen, anschließend in Matlab/Simulink eingebunden und mit beiden Regelstrategien simuliert. Durch diese Vorgehensweise wurde einerseits die Funktion des modellprädiktiven Reglers bestätigt. Andererseits konnte ein ähnliches Verhalten der Komponentenmodelle des modellierten Heizungssystems zum Dymola-Modell nachgewiesen werden. Entgegen der Erwartungen zeigte ein Vergleich der über das Jahr entstehenden Heizkosten kein nennenswertes Einsparpotential bei Verwendung eines modellprädiktiven Reglers im Vergleich zur Referenzregelung.