Onderzoek naar flexibiliteitsbeheer voor energieleveranciers en -afnemers

In een energie-ecosysteem vinden verbruik en productie op hetzelfde moment plaats. Nu het aanbod blijft concurreren met de fluctuerende vraag, zien we dat de energiemarkten meer gaan vertrouwen op gedecentraliseerde oplossingen om de nadelen van het inflexibele ontwerp van traditionele energiesystemen te omzeilen. Dit is echter niet de beste oplossing. De manier om dit probleem op te lossen is even eenvoudig als essentieel: er zijn meer energieactoren nodig. Een ecosysteem dat bestaat uit een zichzelf onderhoudende markt die een netwerk van IoT's en commerciële consumenten aandrijft op een zodanige manier dat veranderingen in belasting en aanbod kunnen worden geannuleerd door bijdragen van batterijbronnen, zonnepanelen, V2G en prosumers.

Smart Grid-toepassingen worden gebruikt om de bij de levering en het verbruik betrokken energieactoren op afstand te beheren en te optimaliseren. Dit is de toekomst van duurzame energie.

Flexibiliteitsmanagement: Een parallelle oplossing

Het perspectief van de elektriciteitsproduktie is de laatste tijd dynamisch veranderd door de versnelde invoering van duurzame energiebronnen (HEB's). Deze hernieuwbare energiebronnen produceren schone en herbruikbare energie en zijn ontwikkeld ter vervanging van steenkool en aardgas, die vroeger de primaire bronnen waren. In 2020 vertegenwoordigden hernieuwbare bronnen alleen al 19,8 procent van het volume opgewekte elektriciteit en dit cijfer zal naar verwachting stijgen tot 35 procent in 2030. Onder deze hernieuwbare bronnen zijn zonne- en windenergie. Deze hebben ook voordelen opgeleverd voor het koolstofarm maken van de klimaat- en energiemarkt. Deze variabele bronnen voor de opwekking van elektriciteit vereisen de flexibiliteit van een robuust elektriciteitssysteem om de netcapaciteit in evenwicht te brengen en te houden bij een fluctuerende vraag. Enerzijds volstaat de huidige capaciteit van de hernieuwbare energiebronnen niet om de schommelingen van de residuele belasting van het net op te vangen. Anderzijds moeten de energiebijdragen van consumenten aan het net worden beheerd om de betrouwbaarheid van het net te handhaven en hen tegelijk flexibiliteit te bieden. Door de invoering van flexibele modellen op de vraag- en aanbodpunten van het net zou de hele infrastructuur kunnen worden geoptimaliseerd. De instroom van verschillende actoren op de energiemarkt (waarvoor geen toegangsbarrière bestaat) vormt een integratie die kan worden beheerd via het ivd, flexibiliteitsorkestrators en slimme meters, die het stroomverbruik detecteren en meten tegen realtimeprijzen.

Flexibiliteit van het aanbod en vraagrespons

In het verleden zorgde het eenvoudig variëren van het wattage van de opgewekte energie voor flexibiliteit in het beheer. Vandaag de dag is er echter sprake van een nieuwe dynamiek, zoals hernieuwbare energiebronnen, batterijopslag en DER's (Distributed Energy Resources). Daarom zijn flexibele opwekking, netwerkinfrastructuur en opslag bepalend voor een doeltreffend energiebeheer.

De netwerkinfrastructuur bestaat doorgaans uit niet-flexibele regelingen. Overtollig geproduceerde energie kan bijvoorbeeld overdag worden opgeslagen in batterijen en andere opslagfaciliteiten die niet op het net zijn aangesloten. De energie uit de opslag kan onmiddellijk beschikbaar worden gemaakt voor teruglevering aan het net om de vraag van de belasting in evenwicht te brengen.

Reactie op de vraag

Deze techniek zorgt ervoor dat de gebruikers hun energiebehoeften aanpassen aan de overeenkomstige situaties van de belasting en het aanbod van het net, waardoor energie wordt bespaard en opnieuw wordt toegewezen. Wanneer vraagresponsbeheer in een slim netwerksysteem wordt geïntegreerd, kan het stroomverbruik worden geoptimaliseerd. De bespaarde energie wordt door de leveranciers herverdeeld of opgeslagen, waardoor de productiekosten dalen. Vraagrespons op basis van de prijs zorgt ervoor dat consumenten kunnen besparen op hun energiefactuur wanneer ze alleen verbruiken wat ze nodig hebben.Naast de subsets van leveranciers en consumenten wordt een holistische implementatie van vraagrespons gebruikt om energievraag en -aanbod in evenwicht te brengen via real-time prijsstelling. Ook kan vraagrespons de belasting verlichten tijdens belastingscongesties, waardoor de betrouwbaarheid van de capaciteit van het systeem in stand wordt gehouden.

Beheer van de flexibiliteit van de consument

De huidige modellen voor energieopwekking ondergaan vaak een voortdurende transformatie, die leidt tot geavanceerde benaderingen van de wijze waarop energie kan worden geproduceerd en gedistribueerd. De energiemarkten kunnen dus niet langer functioneren vanuit een gecentraliseerd standpunt, aangezien de consumenten een actieve rol beginnen te spelen die tegemoetkomt aan de vraag in het net - prosumers.

Prosumenten als energieactoren

Pro-verbruikers zijn symbiont energiekleinhandelaars in een slim netwerk. Zij wekken een deel van hun energie op met hernieuwbare middelen of microgeneratoren. Prosumenten kunnen worden gestimuleerd om te functioneren als DER's wanneer zij het overschot van de opgewekte energie delen met of terugleveren aan het net. Zij gebruiken ook elektriciteit van het net om hun productiecapaciteit te vergroten. Een belangrijk voordeel dat we niet over het hoofd mogen zien, is dat veel prosumer-bronnen schone, hernieuwbare energieoplossingen bieden. Bovendien heeft de versnelde invoering van niet-fossiele hernieuwbare energiebronnen voor prosumenten aangetoond dat decarbonisatie van de energieproductiefase, zelfs voor de grootschalige vraag, mogelijk is. [caption id="attachment_8715" align="aligncenter" width="927"]

Bron: A Comprehensive State-of-the-Art Review and Scientometric Analysis. Energies 2020, 13, 2710. https://doi.org/10.3390/en13112710[/caption]Deze opties, gekoppeld aan een slim netwerk, kunnen een duurzame energiemarkt stimuleren. Synchrone prosumers distributie kan geoptimaliseerd worden door innovatieve flexibiliteitsmanagement platformen, een verfijnd business model zoals peer-to-peer energiehandel en een competente smart grid orchestrator.Een smart grid orchestrator kan data cureren die geïnjecteerd wordt door prosumers en deze data gebruiken om energiegedragsprofielen op te stellen. Dit energieprofiel wordt onderverdeeld in korte termijn en lange termijn. Een groot aantal prosumenten op het net kan balancering effectiever maken. Er zijn echter nog steeds veel individuele consumenten die, door de ogenschijnlijke kostenbarrière, kunnen worden afgeschrikt om in een alternatieve bron te investeren. Energiegemeenschappen kunnen echter een bijdrage leveren via gedecentraliseerde projecten.

Conclusie

Om een variabele belasting en een variabel aanbod op elkaar af te stemmen is een flexibel beheer nodig. De gedecentraliseerde energievoorziening is dynamisch, wat de behoefte aan flexibiliteit in de planning van het elektriciteitssysteem doet ontstaan. Naarmate meer spelers de energiemarkt betreden, worden de beheerders geconfronteerd met de uitdaging om de flexibiliteit van het net te implementeren en tegelijk de verliezen te beperken en een energiemarkt te stimuleren.

Bekijk de Hive Power Flexibiliteitsbeheersoplossing

Hive's flexibility orchestrator is een SaaS-applicatie voor flexibiliteitsmanagement tussen energieleveranciers, prosumenten en eindgebruikers. Het is zeer schaalbaar met ingebouwde AI-architectuur en is ontegensprekelijk de toekomst van elektriciteitsdistributie omdat het gebruik maakt van datagestuurde schema's om innovatieve netoplossingen te bieden voor energiegebruikers.