Prosumer Net Consumption Forecasting: The Impact of Behind-the-Meter Self-Consumption and Weather Forecast

Abstract

Viimastel aastatel on taastuvate energiaallikate kasutuselevõtt märkimisväärselt suurenenud. Eelkõige on laialdast populaarsust kogumas päikeseenergia fotogalvaanilised (PV) paneelid, eriti eramajade seas. Elamute katusel asuvad fotoelektrilised süsteemid võimaldavad majapidamistel toota energiat ja kasutada oma elektrit. Majapidamised, kes võrguelektrit nii toodavad, kui ka tarbivad, on tuntud kui "prosumerid". Need loovad otsesed turusuhted energiaettevõtetega, hõlbustades energia ülejäägi müüki võrku ja ostes, kui nende energiatootmine ei ole piisav. Prosumerite arvu kasv mõjutab energiaettevõtete elektrivoogude juhtimist. Traditsiooniline tarbimise mõõtmine ei ole enam piisav, sest see ei hõlma prosumerite suhtlemist võrguga. Selle asemel võtavad energiaettevõtted kasutusele kahesuunalised net ostusüsteemid. Need süsteemid mõõdavad nii võrgust tarbitud elektrienergiat kui ka tarbijate poolt võrku tagasi eksporditud elektrienergiat. Uute mõõtesüsteemide kasutuselevõtt annab hoogu uudsete meetodite väljatöötamiseks netotarbimise prognoosimiseks mitmetele prosumerite jaoks. Netotarbimise prognoosimisel esinevad aga väljakutsed, mis tulenevad kolmest asjaolust: a) majapidamiste erinevad tarbimisharjumused, mis kajastavad tarbimise prognoosimisel ilmuvat keerukust; b) päikeseenergia tootmise olemuslik varieeruvus, millele mõjuvad ilmastikutingimuste kõikumised ja päikese positsioneerimine erinevates ajaraamides; c) elektriarvesti olemus ei arvesta tootmise ja tarbimise väärtused, vaid pigem võrku saadetud ja sealt välja võetud energiat. Erinevus reaalse ja arvesti poolt mõõdetud väärtuste vahel võrdub prosumeri enesetarbimisega, mis jääb järelevalveta. See suurendab punktides (a) ja (b) osutatud modelleerimissuhete keerukust. Uurimuses keskendume päev-ette netotarbimise prognoositehnikate arendamisele, kasutades Eesti prosumerite andmeid. Meie tutvustame uudseid aditiivseid ja integreeritud mudeleid kasutades erinevad tunnused, mille eesmärk on leevendada ilmaprognooside muutujatest ja mõõtmata enesetarbimisest tulenevat ebakindlust. Meie lähenemine võimaldab mudelitel tõhusalt jäädvustada keerulisi seoseid sisend- ja sihtmuutujate vahel. Eksperimentaalsed tulemused andsid empiirilisi tõendeid selle kohta, et ilmaennustustest ja mõõtmata omatarbest tulenev ebakindlus on paranenud meie tarbimismudelis, mis töötati välja additive-meetodi jaoks. Seevastu teised mudelid ei näidanud mingit paranemist. Need leiud loovad aluse edasiseks uurimistööks, mis keskendub arusaamisele, kuidas mudelid hõlmavad sisend- ja sihtmuutujate vahelisi seoseid.