MPC焓控PCM储热系统

稳焓快近两倍

为设施农业相变储热系统提供基于模型预测控制的闭环焓值调控策略，显著提升热能利用效率。

Yang, Sheng · 汪洋 · Mu, Mulan

Journal of Energy Storage 2025

参数信息

稳态稳定速度比（MPC/P）

1.86 ×

稳态稳定速度比（MPC/PID）

3.67 ×

动态目标跟踪RMSE占比（MPC/PID）

1.77 %

动态目标跟踪RMSE占比（MPC/P）

2.25 %

外部扰动下输出RMSE占比（MPC/PID）

10.36 %

外部扰动下输出RMSE占比（MPC/P）

9.02 %

技术优势

焓值不再流失

MPC主动调节相变材料吸放热，避免低温下焓值迅速消散，减少被动储热损失。

稳焓快近两倍

稳态目标下，MPC稳定速度是P控制的1.86倍，可使温室温度更快达到设定保温水平。

动态跟踪更准

对于动态焓目标，MPC跟踪RMSE仅为PID的1.77%，可适配需变温管理的温室环境。

抗扰动强

外部扰动下MPC输出RMSE仅为PID的10.36%，在环境波动时仍能维持稳定焓值。

应用场景

• 温室热能管理：用MPC主动调焓，减少夜间低温时储热流失，精准维持温室温度。
• 相变储热系统控制：为相变储热系统提供闭环控制算法，替代传统自然换热，提升储热效率。
• 农业环境调控：通过焓值调节环境温度，满足作物不同生长阶段的变温管理需求。
• 可再生能源储热：提升PCM储热系统的可控性，更好消纳太阳能等可再生能源波动。