Optimización de producción de hidrógeno verde a través de control MPC

Abstract

Este trabajo propone un esquema de control basado en modelos que utiliza programación lineal para una planta de hidrógeno verde con almacenamiento en baterías. El objetivo de control es maximizar la producción de hidrógeno ajustando la carga o descarga de un banco de baterías. El algoritmo de control se alimenta con información sobre la producción solar y el estado de las baterías durante una semana para determinar la cantidad óptima de energía a almacenar en las baterías con el fin de maximizar la producción horaria de $H_2$. Las simulaciones se realizan con diferentes valores de horizonte de predicción y utilizando diferentes algoritmos de resolución. Los resultados indican que el uso de un horizonte de predicción más largo favorece la robustez del banco de baterías ante posibles escenarios no programados y la elección de un algoritmo de resolución está sujeta a varios factores, incluido el uso de la memoria de la computadora y el estrés de carga y descarga de la batería.

This work proposes a model-based control scheme using linear programming for a green hydrogen plant with battery storage. The control objective is to maximize hydrogen production by adjusting the charging or discharging of a battery bank. The control algorithm is fed with information about solar production and battery status for a week to determine the optimal amount of energy to store in the batteries in order to maximize hourly $H_2$ production. Simulations are performed with different prediction horizon values and using different resolution algorithms. The results indicate that using a longer prediction horizon favors the robustness of the battery bank against possible unscheduled scenarios and the choice of a resolution algorithm is subject to several factors including computer memory usage and battery charge/discharge stress.