07/03/2017 - Entwicklung einer Methodik zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit kleiner Verbraucher auf den großen Energiemärkten

Menéame

Die Stromversorgung ist neben dem Wasser eine der am meisten benötigten und verbreiteten Dienstleistungen in jeder Immobilie. Ein riesiges Netz, das in unserem Land bereits über 40 000 Kilometer Stromkreis liegt, von denen 674 allein im letzten Jahr installiert wurden. Aufgrund seines Umfangs und seiner Bedeutung muss das System auf einem intelligenten Netz beruhen, das dafür sorgt, dass der Strom in jedem Haus, jeder Schule oder im Krankenhaus mit allen Garantien in Bezug auf Sicherheit und Effizienz, aber auch auf Preiswettbewerbsfähigkeit ankommt.

Bislang war das Energiesystem weitgehend auf einem Angebotsmarkt der großen Unternehmen und der Nachfrage nach dem Verbrauchermarkt basiert. Die verstärkte Sensibilisierung für erneuerbare Energien hat jedoch einen Wendepunkt gekennzeichnet, der die Zunahme der Selbstversorgung durch immer mehr Nutzer begünstigt hat. An dieser Stelle werden Beiträge wie die eines Forscherteams, an dem Experten der Universität Málaga (UMA) beteiligt sind, von Bedeutung.

Insbesondere das von diesen Ingenieuren entwickelte System, darunter Dr. Juan Miguel Morales, der Abteilung für angewandte Mathematik der UMA, versucht, dem Benutzer die Fähigkeit zu geben, zu entscheiden, wann, wieviel und wie Strom auf der Grundlage seiner eigenen Präferenzen und der Marktbedingungen verbraucht wird. "Dies ist das, was man in Englisch als demand response (Nachfrageantwort, Verbraucher) bezeichnet, und es würde bedeuten, dass die Märkte nicht mehr nur aus großen Stromgroßhändlern bestehen würden, sondern auch von anderen kleinen Quellen des demand response begleitet würden."

Aber wie verbinden sich diese beiden Realitäten?

Ein Teil der Antwort auf diese Frage konzentriert sich auf das Ziel der Studie, die von dieser internationalen Gruppe von Forschern in der Zeitschrift Transactions on power systems veröffentlicht wurde. Der Artikel legt die Grundlage dafür, wie die Reaktion der Nachfrage, d. h. die Flexibilität der Kleinverbraucher, auf den Stromgroßhandelsmärkten verhandelbar werden kann, was durch eine verstärkte Durchdringung von erneuerbaren Energien in das derzeitige System zu einer höheren Energieeffizienz führen würde. Dies zeigt sich in den USA, einem Land, in dem die flexible Energienachfrage am weitesten entwickelt ist und in dem Unternehmen und Wohnungseigentümer im Jahr 2013 dank der rund 30 Gigawatt (GW) rund 2 Mio. EUR verdienten, die die flexible Nachfrage auf der Grundlage eines geschätzten Gesamtpotenzials von 180 GW ermöglichte. Wie Morales ausführte, "können diese Vorteile auf den europäischen Elektrizitätsmarkt überlaufen werden, dessen Umfang etwa der des amerikanischen Marktes entspricht. Dies würde, fügte der Forscher hinzu, Hunderte von Millionen Euro bedeuten, die direkt an Verbraucher, lokale Unternehmen und Infrastruktur mit Dienstleistungen wie Krankenhäusern, Schulen, Hotels und Industrie gerichtet wären."

In diesem Zusammenhang sind sich die Experten einig, dass der kleine Verbraucher auf dem Großhandelsmarkt auf gleichem Niveau wie andere Akteure, wie die großen Energieerzeuger und die großen industriellen Verbraucher, konkurrieren muss, um das Potenzial der Demander zu nutzen. "Der Verbraucher muss in der Lage sein, den Strompreis zu sehen und darauf zu reagieren, was Ausrüstungs- und Softwarebedarf mit sich bringt, der es ermöglicht, seinen Energiebedarf an den Strompreis und andere Faktoren wie Temperatur, Tageszeit und persönliche Komfortvorlieben anzupassen," erklärt der Professor.

An diesem Punkt des Prozesses entsteht die von dem Team entwickelte Methodik, an dem Juan Miguel Morales beteiligt ist. Es handelt sich um eine neue Methode des Datenverkehrs, mit der kleine Verbrauchergruppen an den Großhandelsmärkten teilnehmen können. Durch die Verwendung und Analyse von Big Data und fortschrittlichen Optimierungstechniken, die auf komplexen Algorithmen basieren, haben Ingenieure gezeigt, dass der kleine Verbraucher Angebote auf großen Märkten "komplizieren" kann. "Zu diesem Zweck wurde ein umgekehrtes Optimierungsschema entwickelt, das Preis- und Verbrauchsdaten verwendet, um das Marktangebot zu schätzen, das am besten dem Nachfragemuster der Gruppe der Kleinverbraucher entspricht." Das vorgeschlagene Modell nutzt auch die Informationen anderer Faktoren, um das Angebot zu formen, wie Temperatur, Sonneneinstrahlung, Windgeschwindigkeit, Feuchtigkeit und sogar den Kalender der Region.

Die olympische Halbinsel

Der Artikel enthält einen Teil der Ergebnisse, die zwischen Mai 2006 und März 2007 nach dem Feldtest auf der olympischen Halbinsel (USA) erzielt wurden, einem Landankömmling im Staat Washington, der in den Pazifischen Ozean geht.

Insbesondere wurde der Strompreis alle 15 Minuten an 27 Haushalte geschickt, in denen preisempfindliche Controller und Thermostate in jedem Haushalt entschieden, wann die Geräte nach Klimafaktoren, den Vorlieben des Eigentümers und dem Tarif an- oder ausgeschaltet wurden, wobei die hohe Preisschwankungen, wie die Forscher erklären, in einer Woche zwischen 67,9 und 12,6 Dollar pro Kilowatt pro Stunde berücksichtigt wurden. Wie die Forscher in ihren Schlussfolgerungen zeigen, haben sie gezeigt, dass der Demand dem Markt eine Flexibilität verleiht, die kleinen Nutzergenossenschaften zugute kommt und einen großen Spielraum bietet, da das System in einer Fehlermarge von nur 14% bis 22% während der gesamten Forschungsmonate bewegt wurde.

Weitere Informationen

An der Arbeit mit dem Titel "A Data-Driven Bidding Model for a Cluster of Price-Responsive Consumers of Electricity" nahmen die Forscher Javier Sáez Gallego, Marco Zugo und Henrik Madsen an der Technischen Universität Dänemarks teil.

Javier Sáez Gallego, Juan M. Morales, Marco Zugno y Henrik Madsen (2016) ‘A Data-Driven Bidding Model for a Cluster of Price-Responsive Consumers of Electricity’, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 31, n.6, 5001-5011.

Online erhältlich: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7416249

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Universität Malaga

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