論文の概要: Scenario-based model predictive control of water reservoir systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.00373v1
• Date: Fri, 1 Sep 2023 10:11:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-04 13:52:15.283364
• Title: Scenario-based model predictive control of water reservoir systems
• Title（参考訳）: シナリオモデルによる貯水池システムの予測制御
• Authors: Raffaele Giuseppe Cestari, Andrea Castelletti, Simone Formentin
• Abstract要約: 最適な水の放出は通常、インフローの(予測された)軌道に基づいて計算される。 本研究では, 貯水池に対するMPCアプローチを初めて検討し, 将来的な流れの集合に基づいて制御を最適化する。 この手法の有効性は、イタリアのコモ湖からの実際の流入データを用いて、モンテカルロの広範な試験によって検証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3388338598125196
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The optimal operation of water reservoir systems is a challenging task involving multiple conflicting objectives. The main source of complexity is the presence of the water inflow, which acts as an exogenous, highly uncertain disturbance on the system. When model predictive control (MPC) is employed, the optimal water release is usually computed based on the (predicted) trajectory of the inflow. This choice may jeopardize the closed-loop performance when the actual inflow differs from its forecast. In this work, we consider - for the first time - a stochastic MPC approach for water reservoirs, in which the control is optimized based on a set of plausible future inflows directly generated from past data. Such a scenario-based MPC strategy allows the controller to be more cautious, counteracting droughty periods (e.g., the lake level going below the dry limit) while at the same time guaranteeing that the agricultural water demand is satisfied. The method's effectiveness is validated through extensive Monte Carlo tests using actual inflow data from Lake Como, Italy.
• Abstract（参考訳）: 貯水池システムの最適運用は、複数の相反する目的を含む課題である。 複雑さの主な原因は、水流入の存在であり、システムに外因性があり、非常に不確実な乱れとして機能する。 モデル予測制御(MPC)を用いる場合、最適水の放出は通常、流入の(予測された)軌道に基づいて計算される。 この選択は、実際の流入が予測と異なる場合、閉ループ性能を損なう可能性がある。 本研究では, 貯水池における確率的MPC手法として, 過去のデータから直接発生する可算的将来の流入量に基づいて制御を最適化する手法を, 初めて検討する。 このようなシナリオベースのmpc戦略により、コントローラはより慎重であり、干ばつ期間(例えば、干ばつレベルが乾燥限界以下になる)を相殺すると同時に、農業用水需要が満たされることを保証できる。 この手法の有効性は、イタリアのコモ湖からの実際の流入データを用いてモンテカルロ試験によって検証される。

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