Modelowanie elastyczności popytu na moc elektryczną


Charakterystyka projektu

Projekt badawczy “Modelowanie elastyczności popytu na moc elektryczną” był realizowany na zlecenie PSE Innowacje sp. z. o. o. Celem projektu było opracowanie modeli planowania zachowań odbiorców z grupy gospodarstw domowych dla potrzeb planowania operatywnego bilansowania KSE (Krajowego Systemu Elektroenergetycznego) przez operatora systemu przesyłowego elektroenergetycznego (OSP).

Modele planowania zachowań odbiorców wynikają z zarządzanie popytem (ang. Demand Side Management, DSM), które polega na identyfikowaniu, ocenie i wykorzystaniu zasobów po stronie popytu na energię elektryczną przez jej końcowych odbiorców. Dwa podstawowe typy działań w ramach DSM to:

  1. Efektywne wykorzystanie energii, czyli zmniejszenie zużycia energii.
  2. Kształtowanie krzywej obciążeń, poprzez sterowanie obciążeniem, czyli zmniejszenie obciążenia (taryfy) lub przesunięcie obciążenia na okres poza szczytem (DSR).

Dla obu typów działań w ramach DSM, które należy stosować równolegle, opracowano modele planowania zachowań odbiorców. Są one odpowiednio zróżnicowane w zależności od braku lub funkcjonowania AMI (Advanced Metering Infrastructure), którego głównym elementem są liczniki inteligentne.

W ramach pierwszego typu działań DSM zastosowano modele oparte na bodźcach pozacenowych, polegające na dostarczaniu odbiorcy:
  • miesięcznych rachunków i informacji o zużyciu energii elektrycznej,
  • spersonalizowanych raportów energetycznych informujących o zużyciu energii w danym gospodarstwie domowym z jednoczesnym porównaniem otrzymanego wyniku w stosunku do gospodarstw oszczędnych i przeciętnych (wywołanie efektu rywalizacji),
  • materiałów edukacyjnych dotyczących potrzeby oszczędzania energii elektrycznej, w tym używania urządzeń energooszczędnych oraz wskazania w jakich strefach czasowych, w których występuje niedobór generowanej mocy w KSE, należy ograniczyć włączania odbiorników, a także zachęcanie odbiorców do bycia prosumentem.

W ramach drugiego typu działań DSM zaproponowano modele oparte na bodźcach cenowych (taryfy wielostrefowe). Dla aktualnie stosowanej taryfy dwustrefowej (G12) wskazano potrzebę jej zmodyfikowania w zakresie taryfy nocnej. Dla przypadku przyszłego funkcjonowania AMI przeprowadzono badania symulacyjne wpływu zastosowania w gospodarstwach domowych 3 typów wybranych taryf wielostrefowych na zmniejszenie zapotrzebowania mocy w KSE. Konstrukcja stref czasowych w dwóch taryfach pozwala uzyskać znaczną poprawę bilansu mocy w KSE. Dla analizowanego dnia pomiędzy godz. 10:00 a 16:00 wystąpiła nadwyżka mocy w KSE, co umożliwiłoby rezygnację z zakupu mocy w ramach wymiany międzysystemowej równoległej i nierównoległej. Natomiast pomiędzy godz. 16:00 a 20:00 dalej występował niedobór mocy w KSE, który musiałby być uzupełniony, np. przez jej zakup w ramach wymiany międzysystemowej równoległej i nierównoległej.

Również dla przypadku przyszłego funkcjonowania AMI opracowano algorytm oparty na usłudze DSR, prezentujący model planowania zachowań gospodarstw domowych dla potrzeb planowania operatywnego bilansowania KSE przez OSP. Przeprowadzone badania symulacyjne dla analizowanego dnia wskazały, że pomiędzy godz. 16:00 a 20:00 zastosowany algorytm z usługą DSR, działający łącznie z jedną wybraną taryfą wielostrefową, zapewnił dodatni bilans mocy w KSE. Odpowiednie przesunięcie obciążenia z tego przedziału czasowego nastąpiło na godziny od 20:00 do 22:30. Przeprowadzone badania symulacyjne w zakresie zastosowania wybranej taryfy wielostrefowej i algorytmu z usługą DSR wykazały, że w analizowanym dniu, w okresie całej doby, wystąpił dodatni bilans mocy w KSE.

Czas realizacji projektu:

06.08.2018 – 30.11.2018

Realizatorzy projektu:

dr hab. inż. Wiesław Miczulski – kierownik projektu
dr inż. Piotr Powroźnik
mgr inż. Norbert Łukaniszyn
© IME 2018