Flexibla el-kunders roll i ett framtida förnybart kraftsystem


FoES forskningsprojekt - Flexibla el-kunders roll i ett framtida förnybart kraftsystem

I Sverige finns en möjlighet att ha en mycket stor andel förnybar kraftproduktion.

Vi vet att vi måste förändra samhället för att minska koldioxidutsläppen och utsläpp av andra växthusgaser. Den absolut största källan till utsläpp av växthusgaser orsakas runt elproduktionen. Sektorn har historiskt förlitat sig på fossila energikällor (sten- och brunkol, olja och naturgas) på grund av dessa källors kortsiktiga fördel med hög energitäthet, men också med stor möjlighet att förutse och kontrollera produktionen. 

En utmaning med vind- och solkraft är att dessa kraftkällor har en varierande produktion. Om vi vill understödja övergången till ett kraftsystem drivet av förnybara energikällor är det huvudsakliga målet att utveckla möjligheten att synkronisera elproduktionen och elanvändningen.

Hur kan vi som individer stödja denna utveckling?

Ett stort antal apparater i hushållet använder stora mängder energi, vilket påverkar vårt kraftsystem när de används vid samma tidpunkt. Istället skulle användningen av dessa apparater kunna spridas ut över längre tid eller flyttas till andra tidpunkter, utan att påverka vardagens komfort. Exempelvis skulle diskmaskiner, tvättmaskiner, torktumlare, eluppvärmning och elbilar kunna användas på detta sätt. Ett antal leverantörer erbjuder redan idag apparater som är ”Smart Grid redo”. Dessa apparater har möjlighet att utnyttja sin inneboende flexibilitet och automatiskt flytta elanvändningen till tidpunkter som är ekonomiskt gynnsam för hushållet och därför också gynnsam för förnybar elproduktion i kraftsystemet. I vissa fall behövs också förändringar av elmarknaden eller nya typer av elavtal.

Hur kan detta gå till?

Om vi antar att du åker till jobbet 08:00 på morgonen, och kommer hem runt 17:00. Efter frukosten fyller du diskmaskinen och startar den. Men istället för att börja omedelbart när du startar den, väljer diskmaskinen själv när det är mest fördelaktigt att börja diska, med kravet att den ska vara färdig 17:00. Utan att påverka vardagens komfort, resulterar denna enkla lösning i en minskad börda för kraftsystemet när många apparater och hushåll deltar på liknande sätt. Andra apparater har ännu större potential än diskmaskinen. Hushållens eluppvärmning kan ensamt bidra med att flytta 7.4 GW el från tidpunkter med brist på förnybar el, alltså ungefär en tredjedel av Sveriges totala elanvändning.
För att nå ett sådant gynnsamt scenario, där vi som individer kan bidra i ett framtida förnybart kraftsystem och minska våra koldioxidutsläpp, måste elmarknaden vara funktionell för detta syfte. Denna utveckling sker redan idag, men för att balanseringen och marknaden ska bli så optimal som möjligt behövs mer information kring vår möjlighet att använda el mer flexibelt, t.ex.:

  • Hur mycket elanvändning kan du förlägga tidigare eller senare vid behov?
  • Hur mycket skulle du kräva i ekonomisk kompensation för att flytta din elanvändning? Skiljer det sig beroende på tid på dygnet? (tidsberoende priselasticitet)
  • Vid vilken tid behöver diskmaskinen, tvättmaskinen, torktumlaren, osv. vara klar?
  • Om du inte vet när den behöver vara klar, när planerar du detta och kan veta det med större säkerhet?
  • Vid vilken tid kommer du behöva använda din elbil nästa gång?
  • Inom vilket temperaturområde vill du ha hushållets inomhustemperatur?

Syfte

Vårt forskningsprojekt ska ge insikt i hur framtidens elanvändare kan bidra med flexibel elanvändning utifrån sin tidsberoende priselasticitet.  Vi undersöker både elanvändarnas intention (beteendeekonomi) och kapacitet (den tekniska) att använda el flexibelt och reagera på incitament från elmarknaden och dess aktörer. På så sätt undersöker vi också elanvändarnas möjlighet att understödja en ökad andel förnybar kraftproduktion.

 

Publikationer
Visa/dölj innehåll

Vetenskapliga publikationer

L. Herre, T. Matusevicius, J. Olausson, L. Söder, "Exploring Wind Power Prognosis Data on Nord Pool: The Case of Sweden and Denmark," IET Renewable Power Generation, 2019.

I. Dimoulkas, P. Mazidi and L. Herre, “GEFCom 2017: A simple neural network based approach to long-term probabilistic load forecasting," International Journal on Forecasting, 2018.

L. Haglund, T. Kovala and C. Lindh, “Managing complexity through business relationships: the case of the Swedish electricity market”, International Journal of Management and Decision Making Vol. 18 No. 2, 2019.

T. Kovala, F. Wallin and A. Hallin. “Factors influencing industrial excess heat collaborations”, Energy Procedia, 2016, 88: 595-599.

Konferensbidrag

L. Herre, J. Dalton, L. Söder, "Optimal Day-Ahead Scheduling of a Risk-Averse Electric Vehicle Aggregator," to be submitted to 13th IEEE PowerTech, Milano, 2019.

J. Dalton, L. Herre, L. Söder, "Exploring the Business Case of a Risk-Averse Electric Vehicle Aggregator in the Nordic Markets," in 2nd e-Mobility Integration Symposium, Stockholm, 2018.

L. Herre, J. Mathieu, L. Söder, "The Flexibility of Thermostatically Controlled Loads as a Function of Price Notice Time," in 20th IEEE Power System Computation Conference (PSCC), Dublin, 2018.

I. Dimoulkas, P. Mazidi, L. Herre, D. Khastieva, E. Nycander, M. Amelin, "A hybrid model based on symbolic regression and artificial neural networks for electricity load forecasting," to be submitted to 15th International Conference on the European Energy Market (EEM), Lodz, 2018.

L. Herre, T. Matusevicius and L. Söder, "Swedish Wind Power Forecasts: Procedure, Error Distribution and Spacio-Temporal Correlation," in 16th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Power Plants, Berlin, 2017. (Best Paper Award)

L. Herre and L. Söder, "Enhancing market access of demand response through generation forecast updates," in 12th IEEE PowerTech, Manchester, 2017.

I. Dimoulkas, P. Mazidi and L. Herre, "EEM 2017 Forecast Competition: Wind power generation prediction using autoregressive models," in 14th International Conference on the European Energy Market (EEM), Dresden, 2017.

T. Kovala, ”This electricity price is too high for my household: Why are some households sensitive to the electricity price, when others barely are sensitive at all?” [POSTER], in IMIT PhD candidate poster competition @ 5th annual conference of ScAIEM 2017, Trondheim, 2017.

L. Herre, T. Kovala, L. Söder, C. Papahristodoulou, "A Study on the Flexibility of Electricity Consumers for the Swedish Context: Modelling, Quantification and Analysis of Notice Time," in Swedish Association for Energy Economics Conference 2016, Luleå, 2016.

L. Herre and L. Söder, "On the flexibility of electricity consumers: Introducing notice time," in 13th International Conference on the European Energy Market (EEM), Porto, 2016.

T. Kovala, “Flexibla elkunders roll i ett framtida förnyelsebart kraftsystem – Hur kommer framtidens elkunder besluta om sin elanvändning?” [POSTER], in HUB 2016, Västerås, 2016.

T. Kovala, ”Deciding about electricity usage: A thesis on market incentives to steal focus from electricity consumers”, in Arctic PhD workshop at the 4th annual conference of ScAIEM 2016, Luleå, 2016.

F. Wallin, D Torstensson, T. Kovala, A. Sandberg, “Using an energy intervention framework to evaluate end-user willingness to participate in demand-response activities”, in IEEE Power and Energy Society (PES) General Meeting 2016, Boston, 2016.

T. Kovala, F. Wallin and A. Hallin, “Factors influencing industrial excess heat collaborations”, in Applied Energy Symposium and Summit 2015 (CUE2015), Fuzhou, 2015.

 

Kontakt
Visa/dölj innehåll

Läs mer om FoES
Visa/dölj innehåll