Weronika Radziszewska IBS PAN

Transkrypt

1 Komputerowe zarządzanie energią w ośrodku badawczym z rozproszonymi źródłami energii i zmiennym zapotrzebowaniem energetycznym na eksperymenty badawcze Weronika Radziszewska IBS PAN 1

2 Plan prezentacji Przedstawienie projektu Cele projektu Projekt systemu Koncepcja systemu wieloagentowego Komunikacja Technologia 2

3 Opis projektu Projekt dotyczy zarządzania energią w ośrodku badawczo szkoleniowym. W ośrodku znajdują się: sale konferencyjne, sale laboratoryjne, pracownie, sale seminaryjne, pomieszczenia socjalne, pomieszczenie rekreacyjne, pomieszczenia recepcyjne, pokoje naukowolaboratoryjne, pokoje biurowe, pokoje administracyjne, restauracja z zapleczem, aneks kawiarniany z zapleczem, pomieszczenia techniczne. 3

4 Sieć elektryczna i cieplna Projekt bierze pod uwagę zarówno sieć elektryczną jak i cieplną. Są to elementy powiązane, gdyż: Klimatyzacja jest elektryczna, Spaliny z mikroturbiny gazowej oraz silnika spalinowego prądotwórczego są wykorzystywane do ogrzewania. Głównym źródłem ciepła mają być kotły kondensacyjne na gaz/biogaz dodatkowo pompa cieplna typu powietrze-woda i kolektory słoneczne. 4

5 Pobór energii Pobór energii w ośrodku jest bardzo zmienny w czasie. Niektóre obciążenia energetyczne mogą być znane zawczasu, np. związane z eksperymentami badawczymi, prowadzeniem szkoleń, konferencji, itp. Są obciążenia, które mogą być przewidywane z pewnym prawdopodobieństwem, np. na podstawie danych historycznych zużycia energii oraz prognozy pogody. Część obciążeń ma charakter czysto przypadkowy. 5

6 Produkcja energii Na terenie są rozmieszczone generatory energii elektrycznej, takie jak: silnikowy zespół prądotwórczy, mikroturbina gazowa, panele fotowoltaiczne, turbozespoły wiatrowe, mała elektrownia wodna. Ośrodek dysponuje pewnymi możliwościami magazynowania energii (baterie akumulatorów, koła zamachowe). Ośrodek jest podłączony do sieci zewnętrznej i może: pobierać z niej energię (kupując ją), odprowadzać do niej energię w przypadku nadprodukcji (sprzedawać ją), jednak ceny kupna są wyższe od cen sprzedaży. 6

7 Cele projektu Opracowanie teoretyczne i przebadanie symulacyjne komputerowych algorytmów zarządzania energią w ośrodku. Maksymalizacja efektywności funkcjonowania systemu zarówno w skali krótko- jak i długoterminowej. Efektywne wykorzystanie szybkozmiennej energii odnawialnej z uwzględnieniem ekologicznych aspektów generacji. Zoptymalizowanie handlu energią elektryczną z operatorem sieci zewnętrznej. 7

8 Struktura systemu 8

9 Szeregowanie zadań System szeregowania zadań zapewni odpowiednie rozłożenie zadań w czasie, tak aby pobierać jak najmniej energii z sieci zewnętrznej. Korzysta z: informacji o zadaniach od użytkowników, danych o rutynowym zapotrzebowaniu na energię związanym z porami roku, tygodniami, dniami, itp. kilkudniowej prognozy pogody. 9

10 Cele dla systemu agentowego System będzie bilansował na bieżąco energię pobieraną przez urządzenia i generowaną przez źródła: wyszukując odbiorniki energii, które mogą zużyć dodatkową pojawiającą się produkcję, wyszukując producentów energii, którzy mogą zaspokoić pojawiające się zapotrzebowanie odbiornika. Sieć zewnętrzna i zasobniki energii mogą być zarówno odbiornikami jak i producentami energii. 10

11 Cechy agentów Agenty to programy komputerowe działające autonomicznie w środowisku. Charakteryzują się: autonomicznością reaktywnością komunikatywnością Komunikacja między agentami odbywa się zgodnie z protokołami. 11

12 Działania agentów Agenty odbierają informacje o stanie i poziomie pracy urządzenia, znają charakterystykę pracy urządzenia. Agenty znają plan (uszeregowanie zadań), a także prognozę pogody Agenty mogą wpływać na poziom pracy sterowalnych źródeł energii (np. turbiny gazowej). 12

13 Rodzaje agentów Agent fizyczny (reprezentuje fizyczne urządzenia i źródła), składa się z następujących modułów: predyktora modelera negocjatora Słup ogłoszeniowy (Morris Column) Agent handlu z siecią zewnętrzną Agent Monitor 13

14 Struktura systemu 14

15 Komunikacja w intranecie Każde urządzenie jest wyposażone w interfejs sieciowego. Agenci komunikują się ze sobą używając Agent Communication Language (ACL). Agenci z urządzeniami będą się porozumiewać poprzez usługi sieciowe (Web Services). 15

16 Agent fizyczny 16

17 Komunikacja w systemie 17

18 Technologia Implementacja wykorzystująca platformę JADE (JAVA Agent Development Framework) dostarczającą środowisko uruchomieniowe oraz biblioteki JADE jest zgodny ze standardami FIPA (Foundation of Intelligent Physical Agents), definiującego standardy technologii agentowej. 18

19 Podsumowanie Projekt zakłada opracowanie kilku oddzielnych systemów w różnych technologiach. Projekt bilansu energii elektrycznej i ciepła. Energia: automatyka, predykcja, system wieloagentowy. 19