Planning and Operation of Demand-Side Flexibility

Tid: On 2019-11-06 kl 10.00

Plats: Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Stockholm (English)

Ämnesområde: Elektro- och systemteknik

Respondent: Meng Song , Elkraftteknik

Opponent: Doctor Alessandra Parisio, The University of Manchester

Handledare: Mikael Amelin, Elkraftteknik, Signaler, sensorer och system, Elektrotekniska system, Elkraftteknik

Abstract

Elkraftsystemet förändras med ökad förnybar produktion och ökad efterfrågan på elektrisk energi. Mer produktions-, transmissions- och distributionskapacitet behövs för att balansera varierande produktion och högre konsumtion. Förbrukningsflexibilitet kan vara en del i lösningen på dessa utmaningar. Genom att ändra tid för elanvändningen och tillfälligt öka eller minska lasten kan förbrukningsflexibilitet bidra till att integrera mer vind- och solkraft i systemet, undvika tillfällig överbelastning av nätet och minska behovet av nyinvesteringar i nätet. Därför pågår i många länder en utveckling av både teknik och regelverk för att uppmuntra förbrukningsflexibilitet och engagera konsumenterna.

Å andra sidan medför ökad flexibilitet större komplexitet och osäkerhet på förbrukningssidan. Detta resulterar i svårigheter för olika aktörer i elsystemet och på elmarknaden att fatta optimala beslut om planering och drift. Denna avhandling studerar detta problem genom att föreslå metoder för att stödja beslutsprocessen för aktörer på förbrukningssidan. Till att börja med föreslås modeller för att underlätta planeringen av den flexibla elförbrukningen för hushållskunder och elbilpooler så att kostnaderna minimeras. Hänsyntas till hushållens villighet att anpassa sig till varierande elpriser. Resultat från Norra Djurgårdsstaden i Stockholm analyseras för att få en indikation på kundernas beteende. Vidare utvecklas korttidsplaneringsmodeller för att optimera budgivningen för elhandlare och balansansvariga. Olika metoder föreslås för pristagare respektive prissättare. Planeringen beaktar slutkundernas priskänslighet samt riskerna som är förenade med olika budstrategier. Slutligen föreslås modeller för att koordinera och aggregera laddning av elbilar för att tillhandahålla kapacitet till reglermarknaden. Modellerna omfattar beslutsprocessen från planeringen dagen före till realtid. De föreslagna modellerna baseras på reglerna för den nordiska elmarknaden och kan vidareutvecklas för att anpassas till andra marknadsregler. Stokastisk programmering tillämpas för att hantera osäkerheten om förbrukning och marknadens beteende. Dessutom diskuteras hur förbrukningsflexibilitet påverkar produktionskostnader, systemets tillförlitlighet och marknadspris. Avhandlingen visar att om förbrukningsflexibilitet genomförs i stor skala så kan leveranssäkerheten förbättras och elpriserna reduceras.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-261674

Tillhör: Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS)
Senast ändrad: 2019-10-23