Prognozowanie kształtu przyszłego systemu energetycznego to wyzwanie, z którym mierzą się dziś operatorzy sieci na całym świecie. Technologie, zachowania konsumentów, reguły rynkowe i infrastruktura fizyczna zmieniają się jednocześnie, co sprawia, że tradycyjne modele planistyczne coraz częściej zawodzą. Energy Systems Catapult proponuje inne podejście – zamiast wyłącznie modelować, tworzy warunki zbliżone do przyszłych i obserwuje, jak reagują na nie realni odbiorcy.
Modelowanie ma granice
Modele są tanie i użyteczne – pozwalają oszacować przyszły popyt, przeanalizować scenariusze rozwoju technologii i wskazać potencjalne wąskie gardła w sieci. Problem pojawia się, gdy przyszłość zaczyna odbiegać od wzorców z przeszłości. Trudno z góry przewidzieć wyzwania, jakie przyniesie upowszechnienie aut elektrycznych, pomp ciepła, magazynów energii i fotowoltaiki.
Przykład: model może zakładać, że tańsza energia w nocy skłoni właścicieli EV do przesunięcia ładowania poza szczyt wieczorny. Przy niskim poziomie adopcji to działa. Gdy jednak wystarczająco wielu odbiorców zareaguje na ten sam sygnał, powstaje nowy szczyt – tyle że w środku nocy.
Dane z Living Lab potwierdzają ryzyko
Analiza 854 gospodarstw domowych objętych programem Living Lab Energy Systems Catapult pokazała, że przy ok. 48-procentowym nasyceniu autami elektrycznymi największy dobowy szczyt zapotrzebowania przesunął się na środek nocy i był dwukrotnie wyższy od tradycyjnego szczytu wieczornego. To nie błąd modelu – to skutek założeń o zachowaniach ludzi, które w praktyce okazują się mniej przewidywalne. Konsumenci mogą reagować na taryfy inaczej, ignorować je lub zachowywać się w sposób widoczny dopiero w realnym użyciu.
Dodatkowym ograniczeniem są dane historyczne – odzwierciedlają one dzisiejsze taryfy, regulacje i struktury rynkowe. Zmiana tych warunków może zmienić także zachowania.
WESA – wehikuł czasu dla sieci
Whole Energy Systems Accelerator (WESA) łączy rzeczywiste zapotrzebowanie gospodarstw domowych i sterowalne technologie niskoemisyjne z symulowanymi warunkami sieciowymi i rynkowymi. Domy z Living Lab są traktowane jako wirtualna społeczność podłączona do tej samej symulowanej sieci lokalnej. Choć sąsiedztwo, w którym niemal każdy ma auto elektryczne, jeszcze nie istnieje, WESA potrafi je odtworzyć, wykorzystując realny profil zużycia gospodarstw posiadających EV z całej Wielkiej Brytanii.
Popyt ten jest następnie mapowany na symulowaną sieć dystrybucyjną w PNDC – Power Networks Demonstration Centre na University of Strathclyde. Jeśli symulacja wykryje problem, np. przeciążenie, WESA może zmienić sygnały cenowe lub sterujące wysyłane do uczestniczących domów i obserwować reakcje ludzi oraz ich urządzeń w czasie rzeczywistym. System pozwala też emulować przyszłe warunki rynkowe – testować hipotetyczne taryfy, regulacje i modele biznesowe, których jeszcze nie ma, a uczestnicy otrzymują realistyczne komunikaty i symulowane rachunki.
Wdrożenie komercyjne u SSEN
Metodę wykorzystano już we współpracy z Scottish and Southern Electricity Networks przy analizie alternatyw dla tradycyjnych Load Managed Areas w północnej Szkocji. Projekt objął elastyczne zarządzanie EV, pompami ciepła i ogrzewaniem akumulacyjnym w nawet 200 domach Living Lab, a ich zapotrzebowanie mapowano na symulowaną stację transformatorową. Jedna z testowanych metod – Dynamic Congestion Response z prognozowaniem day-ahead – wypadła na tyle dobrze, że SSEN zdecydował się wdrożyć ją komercyjnie.
Nie zastąpi modeli, ale je uzupełni
WESA nie eliminuje modelowania ani planowania sieciowego. Modele pozostają cenne przy eksploracji scenariuszy i wyznaczaniu pytań wartych zbadania. Gdy jednak odpowiedź zależy od interakcji realnych konsumentów, technologii i przyszłych regulacji rynkowych, testowanie założeń daje dodatkową pewność. Dla operatorów planujących system, który jeszcze nie istnieje, czasem najlepszym sposobem zrozumienia przyszłości jest jej uprzednie stworzenie.
„Model może się nie mylić – problem w tym, że opiera się na założeniach o zachowaniach ludzi i technologii, a realni konsumenci są mniej przewidywalni” – zwraca uwagę Claire Rowland, Senior Manager for the Living Lab and Whole Energy Systems Accelerator w Energy Systems Catapult (za: theenergyst.com).
Źródło: The Energyst
Fot. theenergyst.com
