Verbesserung von Gemeinschaftsenergienmanagementsystemen
Ein neuer Ansatz zur Verwaltung von Energie in Gemeinschaften zielt darauf ab, die Effizienz zu steigern und Kosten zu senken.
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Inhaltsverzeichnis
In den letzten Jahren gab's einen starken Push, um die Energiesysteme zu verbessern und die steigende Nachfrage nach Energie zu decken. Aber es gibt immer noch viele Probleme, besonders wenn's um die Unsicherheit bei der Energieprognose geht. Diese Unsicherheiten können einen grossen Einfluss darauf haben, wie Strom verwaltet wird, insbesondere wenn's darum geht, dass die Energie effektiv und wirtschaftlich verteilt wird. Um diese Probleme anzugehen, wurde ein neuer Ansatz entwickelt, der sich auf die Tagesplanung für Gemeinschaften konzentriert. Diese Methode zielt darauf ab, die Betriebskosten zu minimieren, indem der Energiebedarf und die Produktion besser vorhergesagt werden.
Die Herausforderung der Unsicherheit
Eine der grössten Schwierigkeiten im Energiemanagement ist die Unsicherheit, wie viel Strom von erneuerbaren Quellen, vor allem Solarenergie, produziert wird. Solarpanels sind auf Sonnenlicht angewiesen, das von Tag zu Tag variiert und sich plötzlich durch Wetterbedingungen ändern kann. Diese Inkonsistenz kann es kompliziert machen, wie Energie geplant und verteilt wird, was es wichtig macht, Methoden zu finden, die diese Unsicherheiten berücksichtigen.
Mit dem wachsenden Einsatz von kleinteiligen Solaranlagen gibt's einen zunehmenden Bedarf an smarten Energiemärkten, die sich an die Änderungen in der Solarenergieproduktion anpassen können. Das Ziel ist, ein System zu schaffen, das erneuerbare Energie effektiver nutzen kann und gleichzeitig Kosten und Umweltauswirkungen minimiert.
Gemeinschaftliches Energiemanagement
Ein Gemeinschaftsenergiemanagementsystem ist darauf ausgelegt, Haushalten zu helfen, zusammenzuarbeiten. Jeder Haushalt kann seinen eigenen Strom über Solarpanels erzeugen und hat die Möglichkeit, überschüssige Energie für später zu speichern. Das Ziel ist, Energie zwischen den Haushalten zu teilen, um Kosten zu reduzieren und die Effizienz zu steigern.
In diesem System können Haushalte direkt Energie untereinander kaufen und verkaufen. Diese Art von Peer-to-Peer-Handel ermöglicht einen flexibleren Energiemarkt, der schnell auf Veränderungen in der Produktion und Nachfrage reagieren kann. Der Gemeinschaftsbesitzer, der dieses Energiesharing überwacht, zielt darauf ab, die Energiekosten für alle beteiligten Haushalte zu optimieren.
Die Rolle von Energiespeichersystemen
Energiespeichersysteme (ESS) spielen eine entscheidende Rolle beim Management von Strom in Gemeinschaften mit Solarenergie. Diese Systeme speichern Energie, wenn sie im Überfluss vorhanden ist, sodass Haushalte später darauf zugreifen können, wenn die Sonne nicht scheint. Durch die Verwendung von ESS können Haushalte ihre Energiebedürfnisse besser ausbalancieren und die Abhängigkeit vom Hauptstromnetz reduzieren.
Die Forschung konzentriert sich auf verschiedene Arten von Energiespeichermöglichkeiten, deren Grössen und Standorte, um herauszufinden, wie sie die Unsicherheit der Solarenergieproduktion minimieren können. Zu verstehen, wie man diese Speichersysteme effektiv nutzt, kann die Gesamt Effizienz des Energiemanagements erheblich verbessern.
Echtzeit-Marktbetrieb
Sobald die Gemeinschaft ihr Energiemanagementsystem eingerichtet hat, muss sie auch in der Lage sein, auf Echtzeitänderungen zu reagieren. Wenn tatsächliche Daten zur Energieproduktion und -verbrauch eintreffen, muss die Gemeinschaft in der Lage sein, ihre Strategien entsprechend anzupassen. Dazu gehört, Entscheidungen darüber zu treffen, wie viel Energie gekauft oder verkauft werden soll und die Speichersysteme effektiv zu verwalten, um Engpässe oder Überschüsse zu vermeiden.
Der Markt funktioniert auf Tagesbasis, um sich auf den Energiebedarf des nächsten Tages vorzubereiten. Diese Planung ermöglicht es den Haushalten, Energie basierend auf Prognosen auszutauschen und sicherzustellen, dass sie bereit sind für Veränderungen in der Verfügbarkeit und Nachfrage.
Die Bedeutung der Preisgestaltung
Um die Energieverteilung zu verwalten, wird ein Preissystem etabliert. Diese Preisgestaltung bestimmt nicht nur, wie viel ein Haushalt für Energie aus dem Hauptnetz bezahlen muss, sondern auch, wie Haushalts-zu-Haushalt-Austausche bewertet werden. Faire Preise helfen, Haushalte zu ermutigen, Energie zu teilen, und unterstützen ein effektiveres Ressourcenmanagement.
Der Preismechanismus ist entscheidend, um Kosten zwischen den verschiedenen Haushalten auszugleichen. Er hilft sicherzustellen, dass Energie auf eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Weise verteilt wird.
Testen des Systems
Die vorgeschlagenen Methoden und Strategien wurden mit Daten aus echten Haushalten getestet. Diese Tests zeigen, wie gut das Gemeinschaftsenergiemanagementsystem in der Praxis funktioniert. Die Ergebnisse zeigen, dass die neuen Strategien die Kosten erheblich senken und die Effizienz verbessern können, was beweist, dass der gemeinschaftliche Ansatz eine praktikable Lösung für das Energiemanagement ist.
Die Ergebnisse zeigen, dass diese Methode die Betriebskosten und die Überlastung im Verteilungsnetz senken kann, was entscheidend ist, um eine zuverlässige Energieversorgung aufrechtzuerhalten. Indem die Vorteile sowohl im Sommer als auch im Winter quantifiziert werden, wird deutlich, dass das System während Zeiten hoher Energieproduktion besser abschneidet, was seine Anpassungsfähigkeit zeigt.
Umgang mit Überlastungen
Wenn zu viel Energie in kurzer Zeit erzeugt oder verbraucht wird, kann es zu Überlastungen kommen. Diese Überlastungen können das Stromnetz belasten und Störungen verursachen. Das Gemeinschaftsenergiemanagementsystem ist so konzipiert, dass es diese Probleme mindert, indem es die Energieverteilung und -speicherung effektiv verwaltet.
Durch den Einsatz intelligenter Algorithmen und Echtzeitanpassungen kann das System Produktion und Verbrauch ausbalancieren, sodass Energie reibungslos fliesst, ohne das Netzwerk zu überlasten. Dieser proaktive Ansatz hilft, Stabilität und Zuverlässigkeit in der Energieversorgung aufrechtzuerhalten.
Fazit
Die Entwicklung von Gemeinschaftsenergiemanagementsystemen stellt einen wichtigen Schritt dar, um erneuerbare Energiequellen in das Netz zu integrieren. Indem die Herausforderungen von Unsicherheit und Überlastung angegangen werden, verbessert dieses System die Fähigkeit der Haushalte, ihren Energiebedarf effizient zu managen.
Der Fokus auf Peer-to-Peer-Energiehandel und die Nutzung von Energiespeichersystemen zeigen Potenzial, um Energiemärkte widerstandsfähiger zu machen. Indem sie sich an Echtzeitbedarfe anpassen und fortschrittliche Prognosetechniken nutzen, können Energiemärkte nachhaltiger und zuverlässiger werden und den Weg für eine grünere Zukunft ebnen.
Zukünftige Richtungen
Blickt man nach vorn, gibt es Potenzial für weitere Fortschritte in den Energiemanagementstrategien. Dazu könnte die Integration von Machine-Learning-Techniken gehören, um die Prognosegenauigkeit und die Entscheidungsprozesse zu verbessern. Während sich die Technologie weiterentwickelt, werden die Möglichkeiten zur Optimierung des Energieeinsatzes in Gemeinschaften wachsen und die Bewegung hin zu erneuerbaren Energiequellen weiter unterstützen.
Zusammenfassend zeigen die vorgeschlagenen Methoden zur Verwaltung der Energieverteilung auf Gemeindeebene, dass ein gemeinschaftlicher Ansatz die Herausforderungen der Variabilität erneuerbarer Energien angehen kann. Durch die Förderung der Zusammenarbeit unter Haushalten und die Nutzung intelligenter Technologien können Gemeinschaften effektivere und nachhaltigere Energielösungen schaffen.
Titel: Locational Scenario-based Pricing in a Bilateral Distribution Energy Market under Uncertainty
Zusammenfassung: In recent years, there has been a significant focus on advancing the next generation of power systems. Despite these efforts, persistent challenges revolve around addressing the operational impact of uncertainty on predicted data, especially concerning economic dispatch and optimal power flow. To tackle these challenges, we introduce a stochastic day-ahead scheduling approach for a community. This method involves iterative improvements in economic dispatch and optimal power flow, aiming to minimize operational costs by incorporating quantile forecasting. Then, we present a real-time market and payment problem to handle optimization in real-time decision-making and payment calculation. We assess the effectiveness of our proposed method against benchmark results and conduct a test using data from 50 real households to demonstrate its practicality. Furthermore, we compare our method with existing studies in the field across two different seasons of the year. In the summer season, our method decreases optimality gap by 60% compared to the baseline, and in the winter season, it reduces optimality gap by 67%. Moreover, our proposed method mitigates the congestion of distribution network by 16.7\% within a day caused by uncertain energy, which is a crucial aspect for implementing energy markets in the real world.
Autoren: Hien Thanh Doan, Minsoo Kim, Keunju Song, Hongseok Kim
Letzte Aktualisierung: 2024-03-11 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2403.08827
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.08827
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
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