Ποσοτικοποίηση της Ευελιξίας Φορέων Σωρευτικής Εκπροσώπησης Οικιακών Φορτίων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ποσοτικοποίηση της ευελιξίας αθροιστικού φορτίου οικιακών συσκευών από ένα Φορέα Σωρευτικής Εκπροσώπησης (ΦοΣΕ). Δεδομένης της προσέγγισης της ευελιξίας ως τη δυνατότητα μεταβολής και μετατόπισης του φορτίου από ένα «τυπικό» προφίλ βάσης, η παρούσα εργασία χωρίζεται σε δύο διακριτά μέρη: α) την πρόβλεψη ενός προφίλ βάσης του αθροιστικού οικιακού φορτίου και β) την εκτίμηση ενός βέλτιστου πλάνου ενεργειακής διαχείρισης βάση οικονομικών κινήτρων (τιμολογιακά σχήματα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας). Η διαφορά μεταξύ της προβλεπόμενης και της οικονομικά συμφέρουσας (βέλτιστης) κατανάλωσης ορίζεται ως η μέγιστη ευελιξία που είναι σε θέση να προσφέρει ο ΦοΣΕ σε ημερήσιο ορίζοντα, θεωρώντας πλήρη συμμόρφωση των καταναλωτών στα οικονομικά κίνητρα που τους παρέχονται (π.χ. φθηνή ενέργεια κατά τις βραδινές ώρες). Η πρόβλεψη του αθροιστικού οικιακού φορτίου γίνεται σε βραχυχρόνιο ορίζοντα 15 λεπτών με χρήση LSTM δικτύων μηχανικής μάθησης. Ο υπολογισμός του βέλτιστου πλάνου κατανάλωσης γίνεται σε προημερήσιο επίπεδο και για ωριαίο ορίζοντα με χρήση μαθηματικού προγραμματισμού, έχοντας ως αντικειμενική συνάρτηση την ελαχιστοποίηση του ημερήσιου κόστους ηλεκτρικής ενέργειας. Η μοντελοποίηση γίνεται με χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Python. Οι προτεινόμενες αλγοριθμικές λύσεις αξιολογούνται με τη χρήση δεδομένων αθροιστικού φορτίου ηλεκτρικών οχημάτων οικιακών καταναλωτών του δημόσια διαθέσιμου συνόλου δεδομένων της Pecan Street. Η ποσοτικοποίησης της ευελιξίας των ΦοΣΕ διερευνάται υπό την χρήση διαφορετικών τιμολογιακών πολιτικών, έχοντας ως κύρια επιλογή τις χρεώσεις βάσει χρόνου χρήσης (Time of Use – ToU tariffs).