1.1 研究背景
隨著社會與經濟發展，電力需求與供給之間的矛盾日益突出。用電高峰來臨時，
電力緊缺備轉容量低下而導致的停電、限電成為一個嚴峻且棘手的問題。
如圖1.1 所示，根據經濟部能源局調查[1]：台灣 2016 年電力各部門消費量中 服務業部門占19.25%，住宅部門占 18.53%；而與上年消費量比較服務業部門增加 1.72%，住宅部門增加 5.46%。服務業部門與住宅部門約占總電力消費量的 40%。
圖 1.1 不同部門之電力消費
(資料來源: 台灣經濟部能源局, 2016)
建立新發電廠是有效解決途徑之一，但考慮到火力發電引起環境污染，水力 發電需要合適之地理與水文條件，核能發電則存在安全隱憂，新興能源投資高昂 且回本期長等原因。新建發電廠可能受到較大之阻礙，難以大幅提升電力之供 給。故從電力需求端入手成為另一個行之有效之方式。
1.2 研究動機
由於建築的熱質(Thermal mass)可以儲存熱量，當環境溫度高時，熱質會吸收 熱量，當環境較冷時放出熱量，使溫度波動有“慣性”，而非瞬時性。當室內溫度
模型預測控制(MPC, Model predictive control)能夠將未來狀況納入控制策略的考量 範圍，並可以採取相應措施。之前的研究已證明模型預測控制適用於建築能耗實時 控制策略達到節能之目的。相關軟體如EnergyPlus、eQUEST 等獲得過國際認可。
因此本研究選擇結合建築模擬程式來實現模型預測控制並驗證其效果。
1.3 研究目的
證模型之準確性，會進行以實際量測數據驗證，並且根據量測數據修正模型。待模 型修正完畢後進行案例之預測控制實作，對結果進行分析與討論並且對本研究提 出建議與未來研究方向。
綜上所述，本研究的研究流程如圖1.2 所示。
圖 1.2 研究流程
1.6 論文內容與架構
本研究架構分為六章，各章節內容簡述如下：
第一章 緒論
介紹研究背景，闡述研究動機與目的，說明研究範圍與限制、研究流程和內容 與架構。
第二章 文獻回顧
介紹相關文獻與研究，主要分為四個小節，分別是天氣模型、控制策略、最佳
化演算法和模型預測控制，對相關文獻進行了回顧。
第三章 系統流程設計
介紹實時預測模擬與預測控制之系統流程。本章節將從系統架構、天氣資料、
數據處理、EnergyPlus 與基因演算法結合、儲冰策略、並行運算這六個小節來闡述 本系統之流程與內容。
第四章 案例實作
本章節以台灣大學土研大樓頂樓之實驗屋作為目標建築。以建立模型、模型驗 證、實驗屋預測模擬控制和大型建築物模擬預測控制共四個小節說明與介紹具體 之系統流程與操作，展現系統預測模擬與預測控制的結果。
第五章 討論
本章分為兩小節。天氣模型小節主要說明在研究中的心得與發現。研究限制小 節闡述本研究中的不足與限制，為之後的建議做基礎論述。
第六章 結論與建議
針對本研究內容與成果整理歸納得出結論，並且對後續研究提供方向與建議。