Lokale transaktive Energiemärkte ermöglichen die Koordination von Gemeinschaftsressourcen durch individuelle Anreize

Core Concepts

Lokale transaktive Energiemärkte können die Koordination verteilter Energieressourcen auf Gemeinschaftsebene ermöglichen, indem sie individuelle Anreize für die Teilnehmer schaffen.

Abstract

Die Studie untersucht die Fähigkeiten des Autonomous Local Energy eXchange (ALEX), ein rein marktgetriebenes, transaktives Energiesystem, bei dem jedes teilnehmende Gebäude durch einen rationalen Agenten repräsentiert wird. Diese Agenten minimieren ihre Stromrechnung, indem sie den Einsatz verteilter Energieressourcen und den Handel automatisieren.
Die Studie analysiert, wie ALEX die Interessen der Teilnehmer und der Netzbetreiber ausgleichen kann und wie sich ALEX auf die kurz- und langfristige Volatilität auswirkt. Dazu werden Metriken wie Rampenrate, Lastfaktor und Spitzenlast verwendet. Die Strategien für die rationalen ALEX-Agenten werden mit Hilfe der dynamischen Programmierung durch Werteiterationen und iterative Best-Response-Verfahren generiert.
Die Simulationen zeigen, dass ALEX die Koordination verteilter Energieressourcen in der Gemeinschaft ermöglicht. Bemerkenswert ist, dass diese Koordination auf Gemeinschaftsebene auftritt, obwohl das System von Agenten bevölkert ist, die nur über gebäudespezifische Informationen verfügen und ihren relativen Gewinn selbstsüchtig maximieren. Im Vergleich zu einem Referenz-Energiemanagementsystem, das die Selbstversorgung, die Rampenrate und die Spitzenlast auf Gebäudeebene optimiert, schneidet ALEX in allen Metriken besser ab.

Stats

Die durchschnittliche tägliche importierte Energie beträgt 258,54 kWh im Szenario ohne DERMS, 214,81 kWh im Szenario mit individueller DERMS und 202,68 kWh im ALEX-Szenario.
Die durchschnittliche tägliche exportierte Energie beträgt -77,48 kWh im Szenario ohne DERMS, -26,49 kWh im Szenario mit individueller DERMS und -12,46 kWh im ALEX-Szenario.
Die durchschnittliche tägliche Spitzenlast beträgt 25,61 kW im Szenario ohne DERMS, 19,95 kW im Szenario mit individueller DERMS und 19,44 kW im ALEX-Szenario.
Die durchschnittliche tägliche Mindestlast beträgt -16,55 kW im Szenario ohne DERMS, -6,35 kW im Szenario mit individueller DERMS und -1,67 kW im ALEX-Szenario.
Die absolute maximale Spitzenlast beträgt 49,06 kW im Szenario ohne DERMS, 42,37 kW im Szenario mit individueller DERMS und 42,37 kW im ALEX-Szenario.
Die absolute minimale Mindestlast beträgt -37,86 kW im Szenario ohne DERMS, -36,80 kW im Szenario mit individueller DERMS und -29,34 kW im ALEX-Szenario.
Die durchschnittliche tägliche Rampenrate beträgt 4,28 kW im Szenario ohne DERMS, 2,87 kW im Szenario mit individueller DERMS und 2,84 kW im ALEX-Szenario.
Der durchschnittliche tägliche Lastfaktor-Komplement beträgt 0,73 im Szenario ohne DERMS, 0,65 im Szenario mit individueller DERMS und 0,64 im ALEX-Szenario.
Der monatliche Lastfaktor-Komplement beträgt 0,82 im Szenario ohne DERMS, 0,80 im Szenario mit individueller DERMS und 0,78 im ALEX-Szenario.

Quotes

Keine relevanten Zitate identifiziert.

Key Insights Distilled From

Transactive Local Energy Markets Enable Community-Level Resource Coordination Using Individual Rewards

by Daniel C. Ma... at arxiv.org 03-26-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.15617.pdf

Deeper Inquiries

Wie könnte ALEX weiter verbessert werden, um die Koordination auf Gemeinschaftsebene noch effektiver zu gestalten?

Um die Koordination auf Gemeinschaftsebene mit ALEX weiter zu verbessern, könnten folgende Maßnahmen ergriffen werden:

Verbesserung der Informationsübertragung: Eine verbesserte Kommunikation zwischen den rationalen Agenten könnte die Effizienz der Koordination erhöhen. Durch den Austausch von Informationen über den Energiebedarf, die Erzeugung und den Batteriestatus könnten die Agenten ihre Entscheidungen besser abstimmen.

Einführung von Kooperationsmechanismen: Die Implementierung von Mechanismen, die die Zusammenarbeit zwischen den Agenten fördern, könnte die Gesamtleistung des Systems steigern. Dies könnte Anreize für den Austausch von Energieüberschüssen schaffen und die Lastverschiebung optimieren.

Berücksichtigung von Langzeitzielen: Durch die Integration von Langzeitzielen wie der Reduzierung der Gesamtkosten über einen bestimmten Zeitraum oder der Minimierung der Umweltauswirkungen könnte ALEX langfristige Effizienzsteigerungen erzielen.

Flexibilisierung der Preisgestaltung: Eine flexiblere Preisgestaltung, die sich stärker an der aktuellen Netzbelastung und den Umweltbedingungen orientiert, könnte Anreize für eine effektivere Nutzung der Ressourcen schaffen und die Koordination auf Gemeinschaftsebene verbessern.

Wie könnte ALEX in Zukunft mit anderen Technologien wie Demand-Response-Programmen oder Energiespeichersystemen integriert werden, um die Stabilität und Effizienz des Stromnetzes weiter zu verbessern?

Die Integration von ALEX mit anderen Technologien wie Demand-Response-Programmen und Energiespeichersystemen könnte die Stabilität und Effizienz des Stromnetzes weiter verbessern, indem:

Demand-Response-Programme: Die Kombination von ALEX mit Demand-Response-Programmen ermöglicht es, den Energieverbrauch der Teilnehmer flexibel zu steuern und an die aktuellen Netzbedingungen anzupassen. Dies trägt zur Netzstabilität bei, indem Spitzenlasten reduziert und die Lastverschiebung optimiert werden.

Energiespeichersysteme: Die Integration von Energiespeichersystemen in ALEX ermöglicht es, überschüssige Energie zu speichern und bei Bedarf abzurufen. Dies trägt zur Netzstabilität bei, indem die Fluktuationen in der Energieerzeugung und -nachfrage ausgeglichen werden und die Versorgungssicherheit erhöht wird.

Smart Grid-Technologien: Die Einbindung von Smart Grid-Technologien in ALEX ermöglicht eine präzisere Überwachung und Steuerung des Stromnetzes. Durch die Nutzung von Echtzeitdaten und intelligenten Steuerungsalgorithmen kann die Effizienz und Zuverlässigkeit des Netzes weiter gesteigert werden.

Die ganzheitliche Integration dieser Technologien in ALEX schafft ein leistungsfähiges und flexibles Energiesystem, das die Anforderungen an Stabilität, Effizienz und Nachhaltigkeit des Stromnetzes erfüllt.