Markkinaehtoisen kuormanohjauksen toteuttaminen jakeluverkonhaltijan näkökulmasta

Abstract

Energiamurroksen myötä uusiutuvien ja sääriippuvaisten energialähteiden osuus on kasvanut sähkön tuotantorakenteessa. Vaihtelevan tuotannon kasvaessa tarvitaan entistä enemmän myös kysyntäpuolen resursseja tehotasapainon hallintaan.

Sähkömittarin kuormanohjausreleen kautta automaattisesti toteutettavat ohjaukset tarjoavat loppuasiakkaille edellytykset osallistua joustomarkkinalle ilman merkittäviä järjestelmäinvestointeja ja vaivannäköä. Tähän asti loppuasiakkaiden kuormien ohjaaminen on toteutettu pääasiassa verkkoyhtiön suorittamilla vuorokaudenaikaan perustuvilla ohjauksilla. Markkinaehtoinen kuormanohjaus vastaa entistä enemmän muuttuvan energiamarkkinan ja verkon siirtokapasiteetin ylläpidon tarpeisiin, kun kuormia hallitaan sähkön markkinahintojen ja tuotantotarjonnan mukaisesti.

Tämän diplomityön tavoitteena oli kartoittaa tekniset edellytykset markkinaehtoiselle kuormanohjaukselle sekä selvittää, kuinka suuri kysyntäjoustopotentiaali Carunan verkkoalueella on saavutettavissa. Työssä analysoitiin releohjauksella toteutettavan kuormanhallinnan toteutettavuutta ja pohdittiin loppuasiakkaiden roolia joustomarkkinalla. Prosessien mallintamisessa hyödynnettiin nykyistä kuormanohjausprosessimallia sekä markkinatyöryhmissä esitettyjä tulevaisuuden kehitystarpeita. Työssä ei huomioitu joustotoimien aiheuttamia taloudellisia kustannuksia tai säästöjä jakeluverkkoyhtiölle.

Työn tuloksena muodostettiin kokonaisjoustopotentiaali erilaisten käyttäjäryhmien sähkönkäyttöprofiileille Carunan verkkoalueella. Tuloksista havaittiin, että tariffituotteen ja hintakannustimen hyödyntäminen lisäisi merkittävästi joustopotentiaalin määrää asumisratkaisusta riippumatta.

With the ongoing energy transition, the share of renewable and weather-dependent energy sources has increased in the electricity production structure. As production variations grow, maintaining power balance has increasingly focused on the demand side.

Load controls implemented through the electricity meter's load control relay provide end customers capability to participate in the flexibility market without significant system investments and effort. Until now, the load control has been primarily carried out by the distribution system operators using time-of-day based load controls. Market-based load control meets the changing needs of the energy market and network capacity maintenance, as loads are managed according to production supply and electricity market prices.

The aim of this thesis is to examine the technical prerequisites for market-based load control and to determine the potential for demand response in the Caruna network area. The work analyzes the implementability of relay control load management and considers the role of end users in the flexibility market. The modeling of processes utilized the current load control process model and the development requirements presented in the market. The work does not consider the economic costs or savings to the distribution network operator caused by flexibility measures.

As a result of the work, the overall flexibility potential for different user group profiles in the Caruna network area was formed. The results indicated that the use of a tariff product and price incentive significantly increased the amount of flexibility potential, regardless of the housing solution.