Science

Inteligentniejsze zachęty zapobiegają przeciążeniu sieci

Koena Cooka.

Studenci studiów doktoranckich Bart van der Holst i Gijs Verhoeven zbadali środki finansowe, jakie operatorzy sieci mogliby wprowadzić, aby lepiej wykorzystać istniejącą przepustowość sieci.

Nasza sieć energetyczna nie nadąża za transformacją energetyczną. Nowe szkoły, firmy i dzielnice muszą czekać na połączenie, a panele słoneczne są już wyłączane w godzinach szczytu. W niedawnym raporcie badacze-doktoranci Bart van der Holst i Gijs Verhoeven omawiają zalety i wady środków finansowych, aby lepiej zrównoważyć obciążenie sieci energetycznej.

„Operatorzy sieci mają problemy z przepustowością”, wyjaśnia Koen Kok, który nadzoruje obu badaczy doktoranckich. „I pilnie szukają rozwiązań”. W ramach większego projektu GO-e doktoranci Bart van der Holst i Gijs Verhoeven zbadali pięć środków finansowych, które operatorzy sieci mogliby podjąć, aby lepiej wykorzystać istniejącą przepustowość sieci. „W przypadku przeciążenia sieci niskiego napięcia, która łączy domy i małe firmy, normą zawsze było po prostu instalowanie nowych kabli w celu wzmocnienia sieci”, wyjaśnia Van der Holst. „Jednak obecne wyzwania są tak duże, że w ten sposób nie można ich rozwiązać wszędzie na czas. Musimy zatem przyjąć inną perspektywę i zacząć dostosowywać planowanie naszego zużycia energii”.

„Regulator The Netherlands Authority for Consumers and Markets (ACM) i Netbeheer Nederland obecnie badają nową taryfę za korzystanie z sieci elektroenergetycznej przez małych odbiorców. Przygotowując się do tej decyzji, przeanalizowaliśmy szereg możliwych typów taryf” — dodaje Verhoeven. Ponadto badacze ocenili zalety i wady wprowadzenia dwóch różnych typów umów, które są już stosowane w sieci średniego napięcia. Wszystkie pięć badanych środków jest zbliżonych do rynku i można je wprowadzić stosunkowo łatwo.

Nie ma cudownego rozwiązania

„Ostatecznym wnioskiem z badania jest to, że niektóre z tych środków, a zwłaszcza ich kombinacje, z pewnością pomogą do 2030 r., ale nie są ostatecznym rozwiązaniem” – podsumowuje Kok. „Dlatego operatorzy sieci muszą pozostać elastyczni, nadążać za zmieniającymi się realiami podczas transformacji energetycznej i stale mieć na uwadze możliwe kolejne kroki”.

W swoich badaniach naukowcy z tytułem doktora przyjrzeli się taryfom sieciowym. Są to roczne, obecnie stałe koszty, które płacisz za podłączenie do sieci elektrycznej. ACM ustala maksymalną taryfę, jaką operatorzy sieci mogą pobierać od gospodarstw domowych za przesył energii oraz budowę i konserwację kabli i transformatorów. Korzystając z symulacji, naukowcy przyjrzeli się, w jaki sposób trzy opcje zwiększenia elastyczności tych taryf wpływają na obciążenie sieci. Czynnikiem istotnym w tym przypadku jest to, ile energii elektrycznej przepływa w obu kierunkach między domem a siecią w dowolnym momencie.

Trzy rodzaje taryf

Pierwsza opcja obejmuje tzw. taryfę za przepustowość. W tym scenariuszu konsument płaci stałą stawkę za korzystanie z sieci w określonym paśmie. Ta przepustowość dotyczy również dostarczania energii z powrotem do sieci, takiej jak energia generowana przez panele słoneczne. W momentach, gdy pobierasz więcej energii z sieci lub wprowadzasz do niej więcej niż ustalona przepustowość, płacisz dodatkową opłatę za korzystanie z tej dodatkowej pojemności sieci. Ale jeśli uda Ci się utrzymać transport energii między domem a siecią na bardziej płaskim poziomie, zaoszczędzisz pieniądze. Oznacza to na przykład, że opłacalne będzie ładowanie samochodu elektrycznego, gdy świeci słońce, lub włączanie suszarki tylko wtedy, gdy zmywarka skończy pracę.

Drugą badaną opcją była taryfa sieciowa oparta na czasie użytkowania. Przy tym typie taryfy Twoje połączenie sieciowe kosztuje więcej, jeśli chcesz używać lub dostarczać energię w godzinach szczytu, i jest tańsze, jeśli, przeciwnie, transportujesz więcej energii do i z sieci w godzinach poza szczytem.

Ostatnia opcja oparta na taryfach, którą symulowali badacze doktoranccy, obejmowała tzw. ważoną taryfę szczytową. W tym scenariuszu taryfa jest ustalana na podstawie wysokości i czasu największego zużycia energii. Szczyty w okresach poza szczytem mają mniejszy wpływ na sieć niż szczyty zużycia w okresie szczytowym. Innymi słowy: przesuwając maksymalne zużycie na okres poza szczytem, ​​możesz zaoszczędzić pieniądze.

Skok myśli do kontraktów
„O tych typach taryf operatorzy sieci już teraz dyskutują”, wie Van der Holst. „To był również powód, dla którego chcieliśmy dowiedzieć się, jakie będą ich oczekiwane skutki w zakresie przeciążenia sieci. Ale dodatkowo zrobiliśmy też skok myślowy: sieć średniego napięcia już działa z pewnymi formami umów. Co by było, gdybyśmy zaczęli ich używać również w środowisku zabudowanym?”

„Dla gospodarstw domowych oznaczałoby to, że nie byłyby one reprezentowane na poziomie indywidualnym, ale że tak zwany agregator zawierałby umowy z operatorem sieci w imieniu grupy gospodarstw domowych w celu przesunięcia zużycia energii” – wyjaśnia Verhoeven. Gdy operator sieci przewiduje zatory na następny dzień, może wykorzystać te umowy, aby wezwać agregatora do zużycia większej lub mniejszej ilości energii. Następnie agregator kieruje samochody elektryczne, na przykład, do ładowania w innym czasie, ale w taki sposób, aby użytkownik nie odczuwał z tego powodu żadnych niedogodności. Następnie operator sieci rekompensuje agregatorowi, a zatem właścicielowi samochodu elektrycznego, tę usługę. W ten sposób elastyczność zyskuje wartość.

W przypadku kontraktów badacze przyjrzeli się dwóm opcjom. Pierwszy rodzaj kontraktów ogranicza przepustowość połączeń w danym momencie. Van der Holst wyjaśnia: „Otrzymujesz połączenie o określonej maksymalnej przepustowości, z której część jest niedostępna na żądanie. Dzień wcześniej operator sieci informuje Cię, ile przepustowości możesz wykorzystać następnego dnia”. Drugą opcją jest tak zwana umowa redispatch. Opiera się ona na tej samej idei, ale tutaj to sam użytkownik wskazuje z góry, czego jego zdaniem będzie potrzebował. Następnie operator sieci wskazuje, o której godzinie użytkownik powinien zużyć więcej lub mniej energii.

Najlepiej działa połączenie

Eksperymenty i symulacje pokazują, że połączenie tych kontraktów z ważoną stawką szczytową może prowadzić do bardziej równomiernego rozkładu wykorzystania sieci w ciągu dnia, a tym samym mniejszego przeciążenia sieci w krótszej perspektywie. „Ale jeśli coraz większa liczba osób otrzyma dynamiczne kontrakty energetyczne i inteligentne urządzenia, które mogą same decydować, kiedy używać lub magazynować energię, istnieje duże prawdopodobieństwo, że wszyscy ci użytkownicy zaczną używać energii w tym samym, tanim czasie. A wtedy znów pojawią się przeciążenia. Ponadto urządzenia małych użytkowników mogą być coraz częściej wykorzystywane do zarabiania pieniędzy na rozwiązywaniu nierównowagi między podażą a popytem. W badaniu pokazujemy, że może to ponownie powodować nowe szczyty w sieci” — ostrzegają badacze. Dlatego opowiadają się za dalszym myśleniem o możliwości dostosowania tego typu zachęt finansowych w miarę postępu transformacji energetycznej. „To dynamiczny system, nie można go regulować sztywnymi instrumentami”.

Raport nie dotyczy kwestii przyszłości, ale tego, co dzieje się dziś, Kok nie może tego dość mocno podkreślić. „Musimy zrobić wszystko, co w naszej mocy, aby objąć czas, którego potrzebujemy, aby zwiększyć przepustowość sieci. Ponadto bardziej zrównoważony profil obciążenia sieci oznacza, że ​​efektywniej wykorzystujemy dostępną przepustowość”. Kok mówi, że badanie pokazuje również, że te środki najprawdopodobniej nie będą ostatecznym rozwiązaniem. „Dynamiczne kontrakty energetyczne, w których cena energii elektrycznej zależy od tego, kiedy ją zużywasz, przeżywają rozkwit. Skale czasowe stają się coraz krótsze w tym procesie. Istnieje już kilku agregatorów, którzy na przykład działają na rynkach nierównowagi z grupami ładujących samochody elektryczne. Jeśli wydarzy się to na większą skalę, pokazuje badanie, jego wpływ będzie większy niż wpływ badanych instrumentów, a przeciążenie i tak pojawi się ponownie. Tak więc potrzeba jeszcze większej dynamiki w zachętach ze strony sieci”.

Raport będzie wkrótce dostępny na stronie internetowej projektu GO-e (w języku niderlandzkim).

Source

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button