Optimizing energy flexibility through electricity price-responsiveness and thermal load management in buildings with convective and radiant heating systems
Notice bibliographique
Résumé
Building energy modeling is essential for designing energy-efficient and flexible buildings that seamlessly integrate with the electrical grid. This study introduces a data-driven, control-oriented methodology using Resistance-Capacitance thermal network models to accurately forecast building thermal loads. It differentiates the impacts of fast and slow dynamics associated with different heating types—radiant and/or convective. A Model Predictive Control (MPC) framework optimizes coordination between the different building thermal dynamics, considering weather forecasts and price signals. The Varennes Library, a Net Zero Energy Institutional Building located in Québec (Canada), serves as a case study for performance assessment. Validation of the developed model demonstrates its efficacy in enabling MPC to formulate effective control strategies. Findings reveal that high-mass radiant heating is strategically used before indoor setpoint variation or demand response events. Up to 70% of the building thermal load is delivered to the active envelope for off-peak heat storage and on-peak release. Conversely the ventilation heating is prioritized in proximity of the change in setpoint or grid tariff with percentages over 80%. Results show the adoption of weather clusters for generalizing the optimal control setting, highlighting their influence on thermal loads while maintaining robust ventilation and active envelope heating coordination. The comparison between the predictive control strategy and the existing rule-based control shows improvements in indoor temperature and energy flexibility. During the MPC routine, a constant price signal reduces grid stress, achieving Load Factor (LF) values up to 0.72 compared to 0.60 with rule-based control, while demand response, though critical peak pricing, optimally shifts up to 100% of the thermal load during peak price hours.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».