Previziuni privind producția de energie pentru surse distribuite de energie fotovoltaică și eoliană
Despre proiect
Aflați cum a contribuit Globema la reducerea costurilor de participare la piața de echilibrare ale Tradea, datorită prognozelor meteo fiabile furnizate pentru 250 de surse distribuite de energie solară și eoliană, utilizând modele hibride care utilizează inteligența artificială/învățarea automată (AI/ML) și calculul analitic.
Cuprins:
TRADEA Sp. z o.o. este o companie independentă, autorizată, de comercializare a energiei electrice, care operează pe piața energetică din Polonia și Europa. Compania a fost înființată în 2010.
Provocare
Tranzacționarea cu energie din Surse Regenerabile de Energie (SRE) implică riscul de abatere a producției reale de la prognoză și, în consecință, de suportare a unor costuri suplimentare de participare la piața de echilibrare. Odată cu creșterea volumului de energie generată din surse regenerabile, creșterea preciziei prognozelor și reducerea erorilor în fiecare oră a zilei a devenit o provocare.
Soluție
Începutul colaborării – etapa inițială
La sfârșitul anului 2019, Globema și Tradea au încheiat un parteneriat pentru a dezvolta metode optime de prognozare a producției de energie în parcurile solare și eoliene. În 2020, am desfășurat activități care au inclus:
- completarea datelor de măsurare a producției de energie și corectarea acestor date, de exemplu, în ceea ce privește identificarea punctelor de măsurare (PPE) și valorile capacității instalate și datele tehnice ale echipamentelor – din partea Tradea,
- verificarea acestor date în ceea ce privește corectitudinea, caracterul complet și posibilele anomalii – din partea Globema,
- construirea de modele predictive preliminare și verificarea acurateței acestora – din partea Globema.
Cooperarea s-a bazat pe întâlniri, în timpul cărora am prezentat clientului rezultatele cercetării și am decis împreună asupra cursului de acțiune ulterioare. După dezvoltarea unui model de predicție satisfăcător, am început o fază de testare de șase luni pentru livrarea și verificarea calității previziunilor.
Cooperare suplimentară
Perioada de probă de șase luni a dus la o verificare pozitivă atât a serviciului în sine, cât și a ratei de eroare a prognozei de producție. Evaluarea de către Tradea a rezultatelor cooperării a fost pozitivă și au decis să lanseze serviciul, bazat pe 4RES, de la începutul anului 2021.
Serviciul de prognoză acoperă aproximativ 250 de instalații dispersate în Polonia, cu o capacitate totală instalată de aproximativ 240 MW.
Se bazează pe prognoze meteorologice zonale, create cu ajutorul modelelor meteorologice UM și GFS și reprezintă un compromis între precizia prognozelor meteorologice la fața locului și costul acestora – având în vedere numărul mare de obiecte pentru care trebuie create prognoze.
Conversia prognozelor meteo în prognoze de producție se realizează cu ajutorul unor modele hibride care combină calculele analitice cu inteligența artificială/învățarea automată (AI/ML).
Prognozele sunt livrate zilnic, înainte de ora 9:00, prin două canale: e-mail și FTP, sub formă de fișiere text. Acestea acoperă orele de la ora 1:00 până la miezul nopții a zilei următoare, pentru fiecare parc energetic în parte. Parcurile sunt grupate în unități de echilibrare conform metodei de compensare a pieței: după preț fix, piață de echilibrare, piață pentru ziua următoare etc.
Alocarea fermelor în grupuri se schimbă de la o lună la alta, existând și instalații noi, care, la cererea clientului, sunt incluse în sistemul de prognoză de la o zi la alta.
Forma și metoda de transfer al fișierelor convenite cu clientul permit gestionarea automată a fișierelor de către Tradea și pregătirea programelor de producție pentru entitățile responsabile de echilibrarea tranzacțiilor. O intervenție asupra fișierelor pregătite este necesară doar în cazuri foarte rare, de exemplu, atunci când una dintre surse eșuează.
Îmbunătățirea previziunilor
Globema monitorizează lunar calitatea serviciilor. Erorile de prognoză dintr-o anumită lună sunt comparate cu erorile din lunile anterioare și din luna corespunzătoare a anului precedent. De asemenea, verificăm posibilitatea reducerii erorii prin adăugarea celor mai recente date de măsurare în model.
Dacă o astfel de încercare, confirmată printr-o perioadă de testare de 3 luni, aduce o îmbunătățire, aceasta este aplicată modelului țintă. Eroarea nMAE raportată a serviciului, definită ca eroarea absolută medie normalizată la puterea maximă a fermei, variază de la 1,8% la 7,3%, în funcție de lună (erorile sunt mai mari vara datorită valorilor mai mari de insolație și lungimii zilei solare).
Este important de menționat că aceste valori scad la 0,9%-3,2% dacă, în loc să luăm în considerare eroarea medie a fermelor individuale, luăm în considerare eroarea întregului grup de așezări (VPP). Acest lucru poate fi explicat prin compensarea reciprocă a erorilor diferitelor instalații din locații diferite. Acest efect confirmă, de asemenea, validitatea abordării bazate pe suprafață în cazul unui număr mare de instalații RES dispersate cu putere unitară mică.
Fiabilitatea serviciului
Lucrăm neîncetat pentru a face mecanismul nostru de livrare a prognozelor și mai fiabil. Redundanța canalului de livrare menționat anterior (FTP și e-mail) crește fiabilitatea în cazul în care unul dintre ele eșuează. De asemenea, pregătim prognoze de rezervă mai devreme, în cazul în care serviciul de prognoză meteo în sine eșuează – atunci, chiar și în absența celei mai recente prognoze meteo, serviciul nostru nu eșuează, deși prognoza de ieșire trimisă este statistic puțin mai puțin precisă.
Știați că…
Ca parte a activității Centrului de Cercetare și Dezvoltare Globema, desfășurăm și cercetări continue privind îmbunătățirea calității prognozelor noastre, în cooperare cu clienții și furnizorul nostru de prognoze meteo – Centrul Interdisciplinar pentru Modelare Matematică și Computațională UW.
Un exemplu interesant al unei astfel de cooperări este problema impactului ninsorilor și acumulărilor de zăpadă pe panourile fotovoltaice asupra erorii de prognoză, raportată de Tradea. Deși, odată cu încălzirea climatică, ninsorile abundente, în special în zonele joase, devin încetul cu încetul de domeniul trecutului, acestea au avut un impact vizibil asupra erorilor de prognoză în sezonul 2020/21.
Pe baza acestei experiențe, am dezvoltat un model de acoperire cu zăpadă pentru panouri, care a fost testat în perioada cu cea mai mare zăpadă, ianuarie și februarie 2021, și este gata de implementat în sezonul de iarnă care urmează.
Efect
Serviciul lansat și dezvoltat sistematic de prognoză și generare a programelor orare de producție a energiei a permis Clientului nostru să își reducă cota pe piața de echilibrare și, astfel, să limiteze riscul unor costuri suplimentare, adesea imprevizibile, aferente acestei cote.
Flexibilitatea instrumentului permite, de asemenea, o modalitate ușoară și actuală de a lua în considerare modificările puterii instalate și de a aloca unități de generare grupurilor de echilibrare relevante, ceea ce economisește timpul angajaților și garantează corectitudinea decontărilor.
Generarea zilnică a previziunilor de producție pentru ziua următoare este fundamentul afacerii noastre, deoarece se traduce în efectele financiare ale jocului nostru de piață.
Am ales Globema după un proiect pilot care s-a desfășurat în 2019 și 2020, deoarece am fost convinși că calitatea acestor previziuni, elaborate cu o metodă profesională bazată pe inteligență artificială, depășește semnificativ încercările noastre anterioare de a pregăti singuri previziunile.
Radoslaw Bartnicki, Analist Piața de Energie Electrică, Tradea
Descoperă alte povești de succes
Polenergia
Inventarul rețelei susține creșterea Polenergia pe baza fuziunilor și achizițiilor
Aflați cum am standardizat managementul rețelei la unul dintre cei mai mari distribuitori de energie din Polonia și cum am organizat date din 30 de zone care acoperă 11 mii de clienți.
PERN
Dezvoltarea unui sistem de inventariere rețele în modelul Pay-As-You-Go
Sistemul SeZaM bazat pe platforma GE Smallworld susține conducte, precum și rețele de telecomunicații și energie la PERN S.A.
GE Global Transmission Office/Smallworld | Network Inventory Management | Oil and Gas
