Abstract:

Om het energiedynamische gedrag van mensen en de bijbehorende fysieke dynamiek van het microgrid gezamenlijk te bestuderen, slaan we in dit artikel een brug tussen twee disciplines: systems & control en omgevingspsychologie. Ten eerste ontwikkelen we wiskundige motivatie-gedragsmodellen van de tweede orde die geïnspireerd zijn op opiniedynamische modellen voor het beschrijven en voorspellen van menselijke activiteiten die gerelateerd zijn aan het gebruik van energie, waarbij psychologische variabelen en sociale interacties worden overwogen. Ten tweede ontwikkelen we op basis van deze modellen een menselijk-cyber-fysiek systeemkader dat bestaat uit drie lagen: (i) menselijk, (ii) cyber en (iii) fysiek. De eerste laag beschrijft menselijk gedrag dat wordt beïnvloed door gedragsinterventie en motivatie, die op hun beurt weer afhankelijk zijn van contextuele factoren, persoonlijke waarden en sociale normen. De cyberlaag lost een optimalisatieprobleem op en bevat belastingsregelaars die ontworpen zijn om automatisch menselijk gedrag na te bootsen. Tot slot stelt de fysieke laag een AC-micronetwerk voor. We formuleren dus een sociaal-fysiek welzijnsoptimalisatieprobleem en lossen dit op door een gedistribueerd primair-duaal regelschema te ontwerpen dat de optimale gedragsinterventie (ten opzichte van een gegeven referentie) en de regelingangen voor het micronetwerk genereert.