Mô phỏng ngẫu nhiên việc sử dụng năng lượng theo định hướng của cư dân trong mô hình kho tòa nhà dân cư từ dưới lên
Stochastic simulation of occupant-driven energy use in a bottom-up residential building stock model
Tác giả: Chen Jianli, Adhikari Rajendra, Wilson Eric, Robertson Joseph, Fontanini Anthony, Polly Ben, Olawale Opeoluwa
Ngày đăng tải: 05/09/2022
DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.119890
Khu vực tòa nhà dân cư là một trong những khu vực tiêu thụ điện lớn nhất trên toàn thế giới và đóng góp không tương xứng vào nhu cầu điện cao điểm ở nhiều khu vực. Được điều khiển mạnh mẽ bởi các hoạt động của người cư ngụ, mức tiêu thụ năng lượng của hộ gia đình là ngẫu nhiên và không đồng nhất về bản chất. Tuy nhiên, hầu hết các mô hình năng lượng dân dụng được áp dụng bởi ngành công nghiệp đều sử dụng lịch trình hoạt động nhất định, đồng nhất và hoạt động tốt để dự đoán mức tiêu thụ năng lượng hàng năm, nhưng có thể dẫn đến hồ sơ tải điện hàng giờ hoặc dưới giờ không thực tế, với các đỉnh bị phóng đại hoặc bị tắt tiếng. Tỷ lệ ngày càng tăng của các máy phát năng lượng tái tạo biến đổi có nghĩa là việc thể hiện tính không đồng nhất và tính ngẫu nhiên của hành vi dân cư hiện nay là rất quan trọng đối với việc lập kế hoạch đáng tin cậy ở cả quy mô hệ thống phân phối và điện lớn. Công trình này trình bày một phương pháp mô phỏng sức chứa mới và mã nguồn mở, có thể mô phỏng một tập hợp đa dạng các lịch trình sự kiện của hộ gia đình và cá nhân cho tất cả các mục đích chính sử dụng điện, nhiên liệu và nước nóng. Để thực hiện điều này, chúng tôi đã đánh giá ba phương pháp mô phỏng hoạt động của người cư ngụ thay thế trước khi chọn một chuỗi kết hợp Markov (chuỗi Markov là một quá trình ngẫu nhiên mô tả một dãy các biến cố khả dĩ trong đó xác suất của mỗi biến cố chỉ phụ thuộc vào trạng thái của biến cố trước đó) không đồng nhất về thời gian và lấy mẫu xác suất về thời lượng và cường độ sự kiện. Hơn nữa, chúng tôi đã tích hợp mô phỏng tỷ lệ lấp đầy ngẫu nhiên với mô hình kho tòa nhà mô phỏng vật lý từ dưới lên có nguồn mở và phát hành một bộ gồm 550.000 lịch trình hoạt động sử dụng cuối đa dạng của các hộ gia đình đại diện cho kho nhà ở quốc gia. Trình giả lập đã được xác minh dựa trên dữ liệu khảo sát sử dụng thời gian và kết quả mô phỏng đã được xác thực dựa trên dữ liệu điện sử dụng cuối đo được về độ chính xác và độ tin cậy. Trong khi chúng tôi sử dụng dữ liệu cho Hoa Kỳ, ứng dụng của chúng tôi cho thấy cách áp dụng các phương pháp tương tự bằng cách sử dụng dữ liệu khảo sát sử dụng thời gian được thu thập ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Link: OSTI.gov | Science Direct
