Title              : Utilization of MLP and Linear Regression Methods to Build a Reliable Energy Baseline for Self-benchmarking Evaluation

Researcher       : Tomorn Sunthornnapha

Department     : Department of Electrical Engineering, Siam University
E-mail                :  tomo.soo@siam.edu

Abstract            :  This paper presents a reliable energy baseline model for self-benchmarking evaluation of energy saving potential by using multilayer perceptron (MLP) method. The measured energy data and product quantities of the sample plant in daily period dating back since 2011 to 2016 are used as variables and then normalized to represent the energy baseline (EnB) of the manufacturing plant. A comparison of MLP and linear regression (LR) methods for creating the baseline model is investigated during the factory expansion capacity. For LR method, we use the ASHRAE Guideline 14-2002 as a reference in recommended values for modeling uncertainty. As the uncertainty problem, the LR method is more sensitivity to the outliners, because the nature of plant variables has more complexity and nonlinearity. So we introduce the MLP method to solve or reduce the effect of nonlinearity by supervised learning in the short-term and long-term period of the production. For simulation results, in short-term period the LR method demonstrates some better results of uncertainty parameters. However, the proposed MLP with LR method can build a
reliable baseline showing in better R-square values than LR method. This is useful for energy evaluation when the plant is expanding capacity to protect misleading interpretation occurring during the year. For long-term period, the MLP method can overcome the LR method in all uncertainty parameters. Therefore, the MLP method may be able to the alternative choice for creating the EnB in nonlinearity circumstances of the plants for short-term and long-term period. 

Keywords         : energy conservation; uncertainty; energy baseline; multilayer perceptron; linear regression

Download PDF:  Utilization of MLP and Linear Regression Methods to Build a Reliable Energy Baseline for Self-benchmarking Evaluation

Link to Conference:   2017 4th International Conference on Power and Energy Systems Engineering, CPESE 2017, 25-29 September 2017, Berlin, Germany 

Bibliography    :  Sunthornnapha, T. (2017). Utilization of MLP and Linear Regression Methods to Build a Reliable Energy Baseline for Self-benchmarking Evaluation. In 2017 4th International Conference on Power and Energy Systems Engineering, CPESE 2017, 25-29 September 2017. Berlin: Germany.

Title              :  ระบบบันไดกําลังไฟฟ้าต่อหน่วยสําหรับการอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำแบบปรับความเร็วรอบได้ โดยการบูรณาการกฎความสัมพันธ์เข้ากับระเบียบวิธีกําลังสองน้อยที่สุด  : Per-Unit Power Ladder System for Energy Conservation of Variable Speed Pumps by Integrating Affinity Law with Least Square Method

Researcher       : โตมร สุนทรนภา

Department     :  ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสยาม
E-mail                :  tomo.soo@siam.edu

บทคัดย่อ             :  บทความนี้เสนอเทคนิคในการประหยัดพลังงานเครื่องสูบจ่ายน้ำแบบปรับความเร็วรอบได้ด้วยการประยุกต์ใช้กฎความสัมพันธ์และการประมาณค่าพารามิเตอร์โดยวิธีกําลังสองน้อยที่สุด รวมเรียกว่าระบบบันไดกําลังไฟฟ้าต่อหน่วย ทําการศึกษากับเครื่องสูบน้ำชนิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง จํานวน 4 เครื่อง ของสถานีสูบจ่ายน้ำ โรงงานผลิตน้ำมหาสวัสดิ์จากการศึกษาวิจัยทําให้ได้แบบจําลองแรงดันสูงมอบ เงื่อนไขการสลับเครื่องสูบน้ำในลักษณะขึ้น-ลง และรูปแบบการจัดตารางที่เหมาะสมที่สุด เทคนิคที่นําเสนอได้นําไปทดสอบในการปฏิบัติงานจริง เมื่อนําดัชนีการใช้พลังงานต่อหน่วยผลผลิตมาใช้เป็นเกณฑ์เปรียบเทียบก่อนและหลังศึกษา พบว่าเทคนิคนี้สามารถทําให้เกิดผลประหยัดพลังงานได้มากกว่า 11.59 %
คำสำคัญ             : การอนุรักษ์พลังงาน, เครื่องสูบน้ำแบบปรับความเร็วรอบได้, กฎความสัมพันธ์, วิธีกําลังสองน้อยที่สุด

Abstract            :  This paper presents energy saving techniques for variable speed water pumps. By applying the
affinity law and estimating the least squares parameter, this is called the Per-Unit Power Ladder System. A study is conducted with four centrifugal pumps at distribution pumping station, Mahasawat water treatment plant. Based on the research results, the system provides delivery pressure models, pump-up switching conditions in up-down manner and the optimal scheduling patterns. The techniques presented are tested in actual operation. When the specific energy consumption index used as a comparison before and after study, it has been found that this technique can save energy more than 11.59%

Keywords         : energy conservation, variable speed pump, affinity law, least square method

Download PDF: ระบบบันไดกําลังไฟฟ้าต่อหน่วยสําหรับการอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำแบบปรับความเร็วรอบได้ โดยการบูรณาการกฎความสัมพันธ์เข้ากับระเบียบวิธีกําลังสองน้อยที่สุด

Link to Conference:   การประชุมวิชาการเครือข่ายพลังงานแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 13 (E-NETT13th) วันที่ 31 พฤษภาคม – มิถุนายน 2560 , โรงแรมดิเอ็มเพรส จังหวัดเชียงใหม่.   

Bibliography    :  โตมร สุนทรนภา. (2560). ระบบบันไดกําลังไฟฟ้าต่อหน่วยสําหรับการอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำแบบปรับความเร็วรอบได้ โดยการบูรณาการกฎความสัมพันธ์เข้ากับระเบียบวิธีกําลังสองน้อยที่สุด. ใน รายงานการประชุม การประชุมวิชาการเครือข่ายพลังงานแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 13 (E-NETT13th) วันที่ 31 พฤษภาคม – มิถุนายน 2560, โรงแรมดิเอ็มเพรส (หน้า 1267-1275). เชียงใหม่: มหาวิทยาลัยแม่โจ้.