سيستم چند عامله همكار فازي با سنسورهاي مجازي براي مديريت انرژي ساختمان در بخش سرمايشي

A Fuzzy Multi-agent System with Virtual Sensors for Energy Management in the Cooling System

طراحي سيستم مديريت انرژي هوشمند ساختمان(BIEMS)) در بخش تهويه مطبوع، براي ساختمان ­هايي وسيع با موتورخانه ­هاي بزرگ و ورودي ­هاي پراكنده يك مساله چند هدفه و پيچيده است كه بايد همزمان حفظ پايداري سيستم، تطبيق با شرايط متغير با زمان، كاهش اتلاف انرژي و حفظ كيفيت مناسب هوا تامين نمايد. بنابراين براي دستيابي به اين اهداف متقابل در اين ساختمان­ها، بكارگيري رويكرد كنترلي توزيع شده مناسب است. در اين مقاله، يك سيستم مديريت ساختمان چند عامله همكار(CMA BMS) مجهز به كنترلرهاي فازي و حسگرهاي مجازي پيشنهاد مي­ نماييم كه هريك از عامل­ها كنترل يكي از اجزاي اصلي موتورخانه سرمايشي را در بخش مدار اوليه HVAC برعهده دارند و برخلاف كارهاي گذشته، توپولوژي آنها افقي است و هر عامل مستقل و موازي عمل مي­ كند كه منجر به عملكرد سريعتر، تشخيص خطاي راحتتر و توسعه پذيري بيشتر مي­ گردد. براي مدلسازي از سنسورهاي مجازي پياده­ سازي شده با شبكه­ هاي عصبي RBF بهره برده­ا يم كه نقش پشتيبان سنسور واقعي را نيز دارند. براي ارزيابي طرح، دو BEMS با استراتژي­هاي متمركز مرسوم و پيشنهادي طراحي شده و مورد آزمايش قرار گرفته ­اند كه نتايج شبيه­ سازي نشان مي­ دهد طرح پيشنهادي پردازشگر و حافظه اصلي را كمتر مشغول نگه مي­دارد و همچنين كنترلرهاي فازي در مصرف انرژي در مقابل كنترلرهاي خطي عملكرد بهتري دارند.

The design of Building Intelligence Energy Management Systems (BIEMS) in the air conditioning sector is a complicated multi-objective problem for large buildings with big engine rooms and scattered inputs that it must provide simultaneously maintaining system stability, adapting to time-varying conditions, reducing energy dissipation and maintaining proper air quality. To achieve these at times conflicting objectives, using a distributed control approach is appropriate for building energy management of these buildings. In this paper, a Cooperative Multi Agent-Building Management System (CMA-BMS) equipped with fuzzy controllers and virtual sensors is proposed, in which each of the agents controls one of the main components of the cooling engine room in the HVAC's primary circuit and contrary to many previous works, the topology of them is horizontal, and each agent operates independently and in parallel, which leads to faster performance, easier error detection, and more extensibility. For modeling, the virtual sensors implemented with Radial Base Function (RBF) neural networks are utilized, which also have the role of actual sensor backup. To evaluate the project, two BEMSs are designed and tested with a conventional centralized and the proposed strategies, where simulation results indicate that the proposed design is less processor and memory intensive, and the fuzzy controllers show a better performance in terms of energy consumption versus the non-fuzzy controllers.