الگوریتم تخصیص انرژی برق در خانه های هوشمند مبتنی بر بحرانیت تجهیزات

افزایش مصرف انرژی الکتریکی در بخش خانگی و گسترش استفاده از خانه های هوشمند، در کنار محدودیت های تولید و نوسانات منابع انرژی تجدیدپذیر، مدیریت بهینه مصرف انرژی را به یکی از چالش های اساسی سیستم های انرژی تبدیل کرده است. در این میان، استفاده از پنل های خورشیدی و سامانه های برداشت انرژی، هرچند راهکاری پایدار محسوب می شود، اما به دلیل ماهیت متغیر و غیرقابل پیش بینی انرژی تولیدی، نیازمند الگوریتم های هوشمند تخصیص انرژی است. از سوی دیگر، تجهیزات الکتریکی موجود در یک خانه هوشمند دارای سطح اهمیت یکسانی نبوده و قطع عملکرد برخی از آن ها می تواند منجر به کاهش شدید کیفیت زندگی یا بروز مخاطرات جدی شود. در این مقاله، یک الگوریتم تخصیص انرژی برق آگاه از بحرانیت برای خانه های هوشمند مجهز به سامانه برداشت انرژی خورشیدی و واحد ذخیره سازی انرژی ارائه می شود. در مدل پیشنهادی، تجهیزات خانگی به عنوان وظایف با سطوح بحرانیت متفاوت مدل سازی شده و تخصیص انرژی بر اساس میزان انرژی برداشت شده، انرژی ذخیره شده در باتری و سطح اهمیت هر تجهیز انجام می گیرد. هدف الگوریتم، تضمین اجرای پایدار تجهیزات بحرانی و بیشینه سازی آسایش ساکنان از طریق تخصیص بهینه انرژی به تجهیزات غیربحرانی است. برای این منظور، یک تابع آسایش و شاخص بهره وری آسایش–انرژی تعریف شده و تصمیم گیری تخصیص انرژی به صورت پویا و بلادرنگ انجام می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با روش های مبنا، ضمن حفظ عملکرد تجهیزات حیاتی، منجر به افزایش معنادار سطح آسایش کاربران و بهبود بهره وری مصرف انرژی در شرایط نوسانی می شود.

Keywords:

خانه هوشمند , سیستم های بلادرنگ , تخصیص انرژی , برداشت انرژی , بحرانیت مختلط