Studija slučaja TAURON
Uvod
Globemino rešenje pomoglo je da se predvidi proizvodnja i potrošnja energije iz obnovljivih izvora. Zahvaljujući ovom rešenju, TAURON Grupa (koja uključuje TAURON Ekoenergia i TAURON Sprzedaz) je postigla svoje ciljeve – u mogućnosti su da preciznije predvide udeo energije iz obnovljivih izvora u nacionalnom energetskom bilansu. Saznajte više o istoriji TAURON grupe.
Sadržaj:
Industrija: Energetika
Država: Poljska
Rešenje: Prognoze proizvodnje energije iz obnovljivih izvora
Kategorija: Predviđanje proizvodnje i potrošnje energije
TAURON Grupa je ključni element u energetskoj industriji i važan deo sistema energetske bezbednosti u Poljskoj. Grupacija je najveći distributer energije i jedan od najvećih poslovnih subjekata u Poljskoj. Deluje na oko 18% površine zemlje.
Dinamičan rast potrošačke energije
U Poljskoj je 2021. godina bila godina naročito brzog uvećanja snage fotonaponskih sistema. Ovo povećanje u odnosu na prethodnu godinu dostiglo je 192%. Prema podacima Poljske Tržišne Agencije za Energiju, krajem novembra 2021.godine, instalirana energija vetra premašila je 7,0 GW, a fotonaponska snaga bila je preko 7,1 GW. Ovo uključuje 5,1 GW iz oko 750 hiljada korisničkih instalacija.
Povećanje broja fotonaponskih sistema
Fotonapon čini 42% instalirane RES energije u Poljskoj. U oktobru 2021.godine Poljske elektrane su proizvele skoro 16 TWh energije, uključujući oko 3,5 TWh iz RES-a.
Sa tako velikim količinama nastala je i potreba za predviđanjem udela RES energije u nacionalnom energetskom bilansu. Ovo se takođe odnosi i na trgovce energijom i na operatere distributivnog sistema (DSOs).
Sistematsko povećanje broja sistema male snage, raštrkanih na terenu, rezultiralo je potrebom za energetskim planiranjem zasnovanom na lokaciji. Ovo osigurava prihvatljive troškove predviđanja uz minimiziranje grešaka i maksimiziranje kredibiliteta.
Predviđanje proizvodnje energije na osnovu područja/lokacije tretira pojedinačne proizvođače energije kao jednu virtuelnu elektranu (VPP- Virtual Power Plant). Topološka struktura energetskih mreža kao i potreba za minimiziranjem grešaka pri prognozi su neki od razloga zašto se određeni izvori energije uključuju u VPP.
Potrošači u TAURON grupi
Grupa TAURON se sastoji od autonomnih kompanija, kao što su TAURON Ekoenergia koja proizvodi energiju iz obnovljivih izvora i TAURON Sprzedaz (Prodaja) koja prodaje energiju za preko 5,6 miliona korisnika. Više od 300.000 potrošačkih instalacija je povezano na TAURON-ovu distributivnu mrežu. Pored toga, 2021. godine, TAURON Dystrybucja (Distribucija) su priključili na mrežu 89 obnovljivih izvora energije, ne računajući instalacije sa snagom manjom od 50 kW. Njihova ukupna snaga je 123.959 MW. Većina ovih izvora su solarne farme – ima ih 79 i njihova snaga iznosi 66.455 MW.
Potrošačke instalacije snage do 50 kW priključene su na mrežu TAURON Dystrybucja i raspoređene po sledećim pokrajinama: Lower Silesian, Opolskie, Silesian i Lesser Poland. TAURON Sprzedaz funkcioniše kao prodavac za sve potrošače iz ovih pokrajina. Preduzeće je dužno da obavlja transakcije u skladu sa zakonom koji se odnosi na RES.
Izazov
TAURON Ekoenergia zajedno sa TAURON Sprzedaz planirali su projekat koji se odnosi na proizvodnju energije za potrošače.
Projektni zadaci su se odnosili na predviđanje i evaluaciju rada mikro izvora (snage manje od 50kW).
Cilj je bio da se predlože algoritmi za predviđanje potražnje i proizvodnje potrošačke energije na osnovu lokacije, a odnosi se na korisnike TAURON Sprzedaz-a.
TAURON Sprzedaz je entitet koji je po zakonu obavezan da se bavi trgovinom energijom koju generišu potrošači – koji čine najobimniju grupu na Poljskom energetskom tržištu.
Prema podacima Poljskog regulatornog ureda za energetiku – URE, ukupna potrošačka energija u mreži TAURON Dystrybucja u 2021. iznosila je 875 560 MWh, 2020. godine 366 042 MWh; 2019. godine – 101 670 MWh, a 2018. godine – 39 757 MWh. Ovako dinamično povećanje energije potrošača u mreži TAURON Dystrybucja čini evidentnim razmere rasta potrošača u poslednjih nekoliko godina.
Sve ovo pokazuje koliko je važno za TAURON da traži efikasne metode za predviđanje količine energije koju proizvode i troše potrošači.
Izazov se nije odnosio samo na samu prognozu. Bilo je neophodno pronalaženje rešenja za predviđanje dva parametra: proizvodnje i potrošnje energije. Informacije o ovim parametrima odnosile su se na protok energije unutar distributivne mreže. DSO merenja ne uključuju podatke o količini energije koju generišu određeni fotonaponski sistemi. Stoga je bilo ključno pronaći pristup koji bi omogućio kompaniji da minimalizuje greške u prognozama.
2021. u TAURON-u
875560
energija koju su potrošači uveli u mrežu TAURON Dystrybucja
124
Instalirani RES kapacitet (ne računajući instalacije sa snagom manjom od 50 kW)
66
instalirani kapacitet u solarnim farmama
Rešenje
Predložili smo TAURON-u dva različita pristupa predviđanju potražnje i proizvodnje energije.
Prvi pristup se odnosio na predviđanje potražnje za energijom. Zasnovan je na profilima postojećih tarifa za električnu energiju definisanih od strane TAURON Dystrybucja i uključenih u Uputstvo za rad i održavanje distributivne mreže (IRiESD).
U ovom projektu tarife električne energije bile su posvećene potrošačima koji se nalaze u analiziranim područjima. Posedovali smo samo kolektivna merenja koja su sadržala podatke o proizvodnji i potrošnji energije u datom području u intervalima od jednog sata. Iz tog razloga smo odredili zamenljive profile na osnovu lokacije. Oni su zasnovani na procentima instalacija iz pojedinih tarifnih grupa u datim oblastima, kao i na prosečnoj godišnjoj potrošnji energije u svakoj grupi.
Takođe smo morali da razmotrimo dinamiku povećanja broja i snage potrošačkih sistema. Ove vrednosti smo utvrdili primenom vremenske i površinske interpolacije na osnovu prikupljenih istorijskih podataka. U našem primeru, oblasti su unapred utvrđene kolektivnim merenjima, ali će na kraju biti identifikovane kao manje teritorijalne jedinice kako bi se postigli precizniji rezultati
Drugi pristup se odnosio na prognozu proizvodnje energije koja je vršena na osnovu područja i vremenskih parametara. U ovom slučaju, područja su određena na način koji je obezbedio što stabilnije vremenske uslove.
Predložili smo pokrajine kao optimalnu teritorijalnu jedinicu koja akumulira potrošačke instalacije. Na ovaj način smo napravili grubu mapu sa prostornom distribucijom instalirane PV snage potrošača. Ova distribucija je bila osnova za predviđanje proizvodnje energije na osnovu gustine toka sunčevog zračenja, temperature vazduha, tehničkih svojstava panela i podataka koji opisuju njihovu orijentaciju: nagib i pravac.
Pojedini vremenski parametri su bili predmet prostorne distribucije i prognoze proizvodnje energije i pripremani su u intervalu od jednog sata. Kao i ranije, razmatrali smo dinamiku rasta instalacija i u poređenju sa potražnjom za energijom, uparili smo okruge sa područjima za koja smo imali kolektivna merenja.
Ceo gore navedeni proces može se podeliti u dve faze:
1. Faza
gde određujemo stalne ili sporo promenljive podatke i oblasti za analizu
2. Faza
što uključuje operativnu prognozu proizvodnje i potrošnje za datu oblast u narednim danima
Rezultati i budući planovi
Na osnovu prognoza proizvodnje potrošača i procena njihove potrošnje, utvrdili smo bilansnu razliku i uporedili je sa zbirnim merenjima površina. Dobili smo greške od 5% do 19% u zavisnosti od oblasti i meseca. Oni su predstavljali prosečno apsolutno odstupanje normalizovano amplitudom mesečnog energetskog bilansa.
Naše iskustvo iz drugih projekata vezanih za predviđanje proizvodnje fotonaponske energije na osnovu područja nam govori da se ova vrsta greške kreće od 2% do 6%. Povećanje odstupanja iznad 6% može biti rezultat netačnog određivanja potrošnje potrošača, tako da je ovo oblast za koju očekujemo da će se značajno poboljšati.
Identifikovali smo nekoliko razloga za navedenu situaciju, uključujući i:
- promenu u ponašanju korisnika nakon instaliranja sopstvenih fotonaponskih panela što implicira veću potrošnju energije,
- nedostatak pripremljenih profila za grupe potrošača,
- uočene anomalije u bilansu razmene energije,
- previše agregacije mernih podataka, kako po oblastima tako i po grupama,
- potrošačku potrošnju koju je teško odrediti statističkim metodama u B i C tarifama.
Uprkos gore navedenim ograničenjima, rezultati prognoze su veoma obećavajući, a zaključci koje donosimo nakon završetka projekta postavili su pravce daljeg rada. Može se početi sa jeftinim operacijama, kao što je deljenje veće regije (na manje oblasti) radi preciznije prostorne distribucije instalirane snage. Zatim bismo uključili varijabilnost ove snage u realnom vremenu na osnovu podataka iz sistema naplate i počeli da istražujemo preciznije vrednosti potrošnje potrošača u određenim tarifnim grupama.
Ovo je moguće sprovođenjem detaljne analize mernih podataka za reprezentativne grupe u B i C tarifama, kao i sprovođenjem istraživanja na osnovu kontrolnog uzorka. Kontrolni uzorak bi trebalo da se sastoji od istog broja klijenata u G tarifi (domaćinstvo) sa sličnim karakteristikama, od kojih neki poseduju RES instalacije, a neki ne.
Prednosti za TAURON
Osim gore navedenih podataka, poređenje broja potrošača takođe vizualizuje razmere dinamičnog rasta potrošačke energije u oblastima usluga TAURON Grupe. U 2020. godini TAURON je imao 142.512 potrošača, a na kraju 2021. skoro duplo više – 268.395. Stoga je korišćenje metoda predviđanja, koje omogućavaju TAURON-u da optimizuje predviđanja o energiji koju proizvode i potroše potrošači, od ključnog značaja za Grupu.
Jedinstvena rešenja koja je predložila Globema omogućavaju da se uporede rezultati ove nove metode sa rezultatima rešenja za predviđanje korišćenih u TAURON-u u prošlosti. Štaviše, neke od preporuka koje je dala Globema bile su toliko zanimljive za Grupu, da će biti implementirane u sistem predviđanja koji koristi TAURON Sprzedaz. Kompanija će implementirati metodu podele PV proizvodnih regija na manje celine.
Rezime
Implementacija modela koje je predložila Globema i analiza rezultata različitih kontrolnih parametara za ove modele rezultirali su boljim razumevanjem fenomena vezanih za potrošačku energiju u TAURON-u. Štaviše, Grupa je primetila povećanje znanja u vezi sa modeliranjem ovih fenomena. Završeni projekat proširuje spektar dostupnih modela predviđanja koji se mogu koristiti za predviđanje potražnje za energijom u oblastima sa dinamičnim rastom potrošačkih sistema. Ovo nedavno stečeno iskustvo trebalo bi da pomogne u poboljšanju tačnosti predviđanja potražnje za energijom.
Za Globemu je ovo bila odlična prilika da razvije veštine vezane za predviđanje energije iz malih, raštrkanih obnovljivih izvora energije koristeći pristup zasnovan na lokaciji.
Otkrijte i druge priče o poslovnom uspehu
Tradea
Veći profit uz pouzdane prognoze proizvodnje energije iz obnovljivih izvora
Saznajte kako je Globema pomogla kompaniji Tradea da snizi balansne troškove učešća na tržištu zahvaljujući pouzdanim vremenskim prognozama obezbeđenim za 250 distribuiranih izvora solarne i energije vetra.
Polenergia
Network Inventory podržava rast Polenergije zasnovan na M&A
Saznajte kako smo standardizovali upravljanje mrežom u jednom od najvećih distributera energije u Poljskoj i organizovali podatke iz 30 oblasti koje obuhvataju 11 hiljada korisnika.
