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Fuzzy rough set based energy management system for self-sustainable smart city
Renewable and Sustainable Energy Reviews ( IF 15.9 ) Pub Date : 2017-12-06 , DOI: 10.1016/j.rser.2017.10.099
Sumedha Sharma , Amit Dua , Mukesh Singh , Neeraj Kumar , Surya Prakash

A smart city (SC) is a modernized urban community, which incorporates information and communication technology (ICT) into the existing physical infrastructure. It offers reliable and uninterrupted services such as-intelligent transport and energy conservation to its residents. Among the various services offered, a continuous and widespread supply of electricity draws the maximum attention. Moreover, a substantial amount of this electricity is utilized by heating and cooling loads, making them significant contributors of global warming. Keeping focus on these points, a SC is modeled in this paper, wherein electricity consumption is minimized by modifying the traditional heating and cooling system. The proposed system collects solar heat and recovers industrial waste heat to deliver heating and cooling services to the SC residents. For the purpose of storing the heat energy, a seasonal thermal energy storage (STES) system has been proposed. The proposed STES system supplies stored thermal energy to heat-driven cooling and heating equipments. Moreover, central energy management system (CEMS) is also modeled for monitoring, regulating and controlling the flow of thermal energy. The designed CEMS consists of a Fuzzy rough set controller for scheduling heat to cater the instantaneous thermal energy requirements. Fuzzy rough set has been used because it eliminates the issues of vagueness, uncertainty, and ensures efficient real-time computations. Results depict that the heat energy obtained from solar thermal collectors and industrial wastes is able to meet the requirements of the SC after scheduling it using Fuzzy rough set algorithm.



中文翻译:

基于模糊粗糙集的自我可持续智慧城市能源管理系统

智慧城市(SC)是现代化的城市社区,它将信息和通信技术(ICT)整合到现有的物理基础设施中。它为居民提供可靠和不间断的服务,例如智能运输和节能。在提供的各种服务中,持续不断的广泛电力供应引起了最大的关注。此外,大量的这种电力被用于加热和冷却负荷,这使其成为全球变暖的重要因素。着眼于这些要点,在本文中对SC进行了建模,其中通过修改传统的加热和冷却系统将电力消耗降至最低。拟议的系统收集太阳热并回收工业废热,以向南卡罗莱纳州居民提供加热和冷却服务。为了存储热能,已经提出了季节性热能存储(STES)系统。拟议的STES系统将存储的热能提供给热驱动的冷却和加热设备。此外,还对中央能源管理系统(CEMS)进行了建模,以监控,调节和控制热能流。设计的CEMS由模糊粗集控制器组成,用于调度热量以满足瞬时热能需求。使用模糊粗糙集是因为它消除了模糊性,不确定性并确保了高效的实时计算。结果表明,利用模糊粗糙集算法对太阳能集热器和工业垃圾产生的热能进行调度后,能够满足SC的要求。已经提出了季节性热能存储(STES)系统。拟议的STES系统将存储的热能提供给热驱动的冷却和加热设备。此外,还对中央能源管理系统(CEMS)进行了建模,以监控,调节和控制热能流。设计的CEMS由模糊粗集控制器组成,用于调度热量以满足瞬时热能需求。使用模糊粗糙集是因为它消除了模糊性,不确定性并确保了高效的实时计算。结果表明,利用模糊粗糙集算法对太阳能集热器和工业垃圾产生的热能进行调度后,能够满足太阳能集热器的要求。已经提出了季节性热能存储(STES)系统。拟议的STES系统将存储的热能提供给热驱动的冷却和加热设备。此外,还对中央能源管理系统(CEMS)进行了建模,以监控,调节和控制热能流。设计的CEMS由模糊粗集控制器组成,用于调度热量以满足瞬时热能需求。使用模糊粗糙集是因为它消除了模糊性,不确定性并确保了高效的实时计算。结果表明,利用模糊粗糙集算法对太阳能集热器和工业垃圾产生的热能进行调度后,能够满足太阳能集热器的要求。拟议的STES系统将存储的热能提供给热驱动的冷却和加热设备。此外,还对中央能源管理系统(CEMS)进行了建模,以监控,调节和控制热能流。设计的CEMS由模糊粗集控制器组成,用于调度热量以满足瞬时热能需求。使用模糊粗糙集是因为它消除了模糊性,不确定性并确保了高效的实时计算。结果表明,利用模糊粗糙集算法对太阳能集热器和工业垃圾产生的热能进行调度后,能够满足太阳能集热器的要求。拟议的STES系统将存储的热能提供给热驱动的冷却和加热设备。此外,还对中央能源管理系统(CEMS)进行了建模,以监控,调节和控制热能流。设计的CEMS由模糊粗集控制器组成,用于调度热量以满足瞬时热能需求。使用模糊粗糙集是因为它消除了模糊性,不确定性并确保了高效的实时计算。结果表明,利用模糊粗糙集算法对太阳能集热器和工业垃圾产生的热能进行调度后,能够满足太阳能集热器的要求。调节和控制热能流。设计的CEMS由模糊粗集控制器组成,用于调度热量以满足瞬时热能需求。使用模糊粗糙集是因为它消除了模糊性,不确定性并确保了高效的实时计算。结果表明,利用模糊粗糙集算法对太阳能集热器和工业垃圾产生的热能进行调度后,能够满足太阳能集热器的要求。调节和控制热能流。设计的CEMS由模糊粗集控制器组成,用于调度热量以满足瞬时热能需求。使用模糊粗糙集是因为它消除了模糊性,不确定性并确保了高效的实时计算。结果表明,利用模糊粗糙集算法对太阳能集热器和工业垃圾产生的热能进行调度后,能够满足太阳能集热器的要求。

更新日期:2017-12-14
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