Flexibla el-kunders roll i ett framtida förnybart kraftsystem

Ett elkraftsystem med en ökande andel förnybara energikällor kräver tillräckligt med flexibilitet. En typ av flexibilitet för framtidens elkraftsystem utgörs av flexibel el-förbrukning. Begreppet efterfrågesvar beskriver användningen av efterfrågeflexibilitet för att tillhandahålla tjänster till elkraftsystemet. För detta syfte måste aktörer på marknaden, såsom elhandlare, nätoperatörer och aggregatorer, utvärdera hur de ska interagera eller utveckla sin nuvarande interaktion med elkunder. Denna utveckling studeras från ett nuvarande- och näraframtidsperspektiv, såväl som från ett mer långsiktigt perspektiv, för att utreda aktörernas strategiska möjligheter.

För en leverantör av efterfrågeflexibilitet är det mest ekonomiska sättet att tillhandahålla flexibilitet på elmarknaderna att delta på flera marknader samtidigt och därmed tillhandahålla multitjänster. Med fokus på de nordiska elmarknaderna utgör det samtidiga tillhandahållandet av energiarbitrage och frekvensreserver den mest ekonomiska marknadsportföljen för en leverantör med tillgångar av lagringstyp. Specifikt är de metoder som utvecklats i den ena delen av detta projekt tillämpliga för en riskobenägen leverantör som syftar till att maximera sin vinst för nästa dag genom att lägga bud på energi- och frekvensreservmarknaderna. Utöver detta, utreder den andra delen av detta projekt elkunders attityder och förväntningar med en kombinerat kvantitativt och kvalitativt tillvägagångssätt för att studera de strategiska möjligheterna för leverantörerna utifrån det kortsiktiga samt det långsiktiga perspektivet.

Den operativa verksamheten hos en leverantör av efterfrågesvar beskrivs genom stokastisk optimering av buden under osäkerhet från priser, temperaturer, beteenden och modellfel. En generell virtuell batterimodell för samtidig budgivning på flera marknader i dag framåt är utvecklad för tre tillämpningar; Termostatstyrda laster (TCL), elektriska fordon (EV) och ett massa- och pappersbruk (PPM). Genom tillämpning av modellerna på elkraftsystem, pris, temperatur och lastdata kvantifieras potentialen och energiflexibiliteten hos de tre studerade lasttyperna. Denna forskning bidrar med beslutsstödverktyg för leverantörer av efterfrågesvar som deltar i energi- och frekvensreservmarknader (FCR-N). Huvudfokus för de utvecklade algoritmerna är att möjliggöra optimala framtida bud för en riskobenägen leverantör av efterfrågesvarunder olika osäkerhetskällor. Dessutom undersöks inverkan av marknadsparametrar såsom ledtid och avtalsperiod.

Aktörer som interagerar med elkunder står inför en utmaning i att hantera framtida interaktion med kunder som har väldigt olika uppfattning om hur deras flexibilitet kan göras nyttig. Om vi jämför scenarier för aktörernas framtida interaktion med elkunder med den nuvarande interaktionen, där hushåll och elintensiva industrier idag utgör extremerna, ter sig dagens hantering av hushåll och elintensiva industrier inte speciellt olika längre. Den framtida interaktionen kompliceras av att aktörerna kommer behöva implementera dynamiska element i sina erbjudanden samt integrera ny teknik för information och kommunikation tillsammans med kunderna. För elintensiva industrier kommer integritet att vara en begränsande faktor för efterfrågeflexibiliteten, medan integritet är mer av ett temporärt hinder för integreringen av ny teknik med övriga kunder.