Sygnity

Aktualności

Prognozowanie prosumentów w Sygnity Forecast

Według informacji Agencji Rynku Energii na koniec stycznia 2022 roku w Polsce funkcjonowało już 866 945 prosumentów, co stanowi dwukrotnie większą liczbę niż przed rokiem. I choć cieszy nas rozwój fotowoltaiki i generacja zielonej energii,  jest to jednocześnie problem dla wszystkich spółek z branży energetycznej. Razem z naszymi Klientami staramy się rozpatrywać ten temat z różnych stron, gdyż nie jest to jednowymiarowy problem. Postarajmy się więc rozłożyć to zagadnienie na czynniki pierwsze i przeanalizować je krok po kroku.

Zacznijmy więc od początku. Energia to towar specyficzny, którego w tej chwili nie jesteśmy w stanie magazynować. Powoli się to zmienia, jednak dopracowywanie technologii magazynów energii może zająć jeszcze wiele lat. W tym czasie firmy działające na rynku energii muszą zapewnić ciągłość i dostarczać dokładnie tyle energii, ile w danej chwili jest potrzebne.

Przez lata sprowadzało się to do trafnego zaprognozowania zapotrzebowania na energię elektryczną i odpowiedniego dostosowania produkcji energii ze źródeł sterowalnych (elektrownie węglowe). Ostatnio, za sprawą rozwoju OZE (Odnawialnych Źródeł Energii) gwałtowanie zmieniają się obie strony równania.

Generacja – dotychczas w miarę stabilna – teraz zaczęła być mocno zależna od pogody. Coraz większa liczba farm fotowoltaicznych i wiatrowych – zapewnia „czystą” energię, ale przy tym dodaje sporo niestabilności po stronie wytwórczej.

W ostatnim czasie również bardzo mocno wzrosło znaczenie małych, przydomowych instalacji, czyli tzw. prosumentów, dla których instalacje mają generować energię na bieżące potrzeby gospodarstwa domowego. Problem w tym, że są to najczęściej panele fotowoltaiczne na dachach domów, które niestety produkują energię wtedy, kiedy w domu nie koniecznie ta energia jest potrzebna, czyli właśnie głównie koło południa.

Wiele osób stara się jak najlepiej to wykorzystać – dodatkowo zmieniając swój profil zapotrzebowania. Pracując zdalnie z domu czy programując wszelkie sprzęty domowe typu smart na pracę właśnie w godzinach największej generacji. Coraz powszechniejsze stają się klimatyzacje czy ładowarki do aut elektrycznych. Wszystko to zaburza dodatkowo popyt na energię w ciągu dnia, powodując zmiany zapotrzebowania w godzinach wieczornych czy nocnych.

Dodatkowo, mimo tych starań najczęściej jednak prosumenci nie są w stanie zużyć całej, produkowanej przez siebie energii więc ta energia trafia do sieci. Na takiej wymuszonej transakcji traci się ok. 20% energii, a powstałą nadwyżkę energii trzeba zbilansować.

Jak więc sobie poradzić z tak złożonym problemem?

Rozkładamy go na czynniki pierwsze. Prognozując zapotrzebowanie na energię elektryczną na danym obszarze (np. województwa) warto w pierwszym kroku wydzielić sobie osobno 3 podgrupy:

  1. Zapotrzebowanie obszaru bez uwzględniania prosumentów.
  2. Zapotrzebowanie samych prosumentów na tym obszarze
  3. Generacja instalacji prosumenckich na danym obszarze.

W przypadku punktów 2 i 3 raczej zwykle będziemy mieć informacje o tym, ile prosument pobierze energii z sieci i ile do tej sieci odda, a co za tym idzie „schowa” nam się informacja o jego faktycznym zużyciu energii na potrzeby własne z energii, którą prosument sam wyprodukował. Nie wiemy więc ile z zapotrzebowania np. wieczornego „przerzucił” sobie na godziny południowe, ale i ta informacja o bilansie wymiany z siecią może okazać się niezwykle pomocna.

Już sam taki podział pozwala jednym rzutem oka wstępnie oszacować wpływ prosumentów na całościowe zapotrzebowania w zależności od pogody. Na wykresach poniżej widzimy dwa przebiegi zapotrzebowania na EE dla tego samego obszaru w ciągu tygodnia (poniedziałek – niedziela) w różnych okresach. Jeden z nich reprezentuje zapotrzebowanie w dzień słoneczny, drugi w dzień pochmurny.

Nietrudno zgadnąć, który z tych przebiegów jest tym słonecznym – na wykresie z prawej strony widać wyraźne spadki w okolicy południa  są one spowodowane spadkiem zapotrzebowania wśród prosumentów, oraz ich generacją własną . Widzimy, że te dwa przebiegi są bardzo różne a co za tym idzie, na podstawie dnia pochmurnego trudno wyciągnąć wnioski co do zapotrzebowania w dniu słonecznym.

Ponadto w przebiegu pierwszym można zaobserwować niewielkie spadki spowodowane nieco większą ilością słońca, ale tutaj trzeba  dokładnie przyjrzeć się przebiegom, aby to wyłapać.

Jak zmieni się wykres, jeżeli wyodrębnimy dodatkową informację o prosumentach?

Oprócz sumarycznego zapotrzebowania pokazanego kolorem czerwonym mamy dodatkowo:
  1. Kolorem granatowym zapotrzebowanie obszaru bez prosumentów
  2. Kolorem zielonym – zapotrzebowanie (pobór) prosumentów
  3. Kolorem żółtym– generację prosumentów
  4. Dodatkowo jasnym niebieskim zaznaczono nasłonecznienie (które ładnie pokrywa się z generacją prosumentów)

Wystarczy nam już jeden rzut oka, aby wstępnie oszacować wielkość „dziury” wywołanej przez prosumentów.

Dzięki temu podziałowi widzimy też w jakim stopniu stosunkowo niewielka generacja prosumentów w dni pochmurne zaburza profil całego obszaru (pierwszy dzień na górnym wykresie).

Jedną rzeczą, którą warto tu zauważyć, to to jak pokrywa się się generacja prosumentów z prognozowanym nasłonecznieniem. Jak więc to wykorzystać?

Mając nasz obszar podzielony na tak naprawdę 3 podobszary możemy prognozować każdy z nich osobno wykorzystując najlepsze atuty Sygnity Forecast.

Obszar bez prosumentów

Temat dobrze przećwiczony przez lata doświadczeń. Modele automatyczne z szerokiej biblioteki w Sygnity Foracast bardzo dobrze sprawdzają się przy prognozowaniu takiego zapotrzebowania nawet po uwzględnieniu nieco zmienionego przez pandemię i pracę zdalną profilu.

Generacja prosumentów

I teraz przechodzimy do trudniejszej części – naszych prosumentów

Tak jak już wcześniej wspominaliśmy generacja zależy przede wszystkim od nasłonecznienia, więc mając wiarygodne źródło dobrej jakości prognoz meteo (które Sygnity może Wam zapewnić, o czym więcej napiszemy w kolejnym artykule) – prognoza generacji nie stanowi dla Sygnity Forecast wyzwania. Opracowaliśmy w Sygnity autorski algorytm do wyznaczanie generacji ze źródeł fotowoltaicznych. W algorytmie tym uwzględniamy również zmieniającą się sumaryczną moc zainstalowaną u prosumentów, co pozwala nam korzystać z historycznych danych sumarycznych z uwzględnieniem dynamiki przyrostu prosumentów. Jak wspominałam na początku, przyrost liczby prosumentów w całym kraju w przeciągu roku podwoił się.

Przykładową prognozę generacji widzimy na obrazie powyżej, gdzie szybko możemy zweryfikować jakość prognoz. Prognozy generacji wyznaczane z naszych algorytmów są dla Klientów na tyle wiarygodne, że swoje prognozy eksperckie opierają właśnie na prognozach otrzymanych z naszego autorskiego algorytmu.

Zapotrzebowanie Prosumentów

Najtrudniejszym zagadnieniem jeżeli chodzi o prosumentów jest zaprognozowanie ich zapotrzebowania (na szczęście jest to najmniejsza wolumenowo składowa). Jest to trudne, ponieważ nie znamy poziomu autokonsumpcji prosumentów, więc nie możemy sobie po prostu odjąć od naszej nadwyżki generacyjnej określonej stałej liczby. Ponadto jak już wcześniej wspominaliśmy, profil zapotrzebowania prosumentów też się stale zmienia ze względu na chęć jak największego wykorzystania produkcji własnej i to również jest bardzo zależne od pogody. Rozwiązania które proponujemy i które bardzo dobrze sprawdzają się u naszych Klientów to przede wszystkim modele automatyczne, które korzystają z danych meteo, oraz narzędzie do wyszukiwania historycznie dni podobnych meteo i uśredniania prognozy na ich podstawie.

Przy takim podejściu, czyli rozbiciu agregatów wg odpowiedniego klucza i zastosowanie do każdej z podgrup najlepszych, sprawdzonych już metod prognostycznych możemy szybko i łatwo podejrzeć i przeanalizować dane, zaprognozować je a następnie wykorzystać te wyniki do prognozy całego obszaru.

Sygnity Forecast może to wszystko dla Was zrobić w pełni automatycznie zachowując przy tym pełną transparentność na każdym etapie i w każdym momencie zapewniając możliwość korekty eksperckiej.