Stokastisk korttidsmodell = SHARM



Like dokumenter
Utvikling av verktøy for langsiktig produksjonsplanlegging

Centre for environmental design of renewable energy CEDREN

ENERGIX programplan revideres Kom og gi innspill. Eline Skard, ENERGIX-programmet

Beslutningsstøtte for vedlikehold og rehabilitering innen vannkraft

Miljøvirkninger av økt installert effekt i norsk vannkraftproduksjon

Status fra ENERGIX. Programkoordinator Ane T. Brunvoll

ENERGIX Nytt stort program for energiforskning Ane T. Brunvoll, Programkoordinator

Norges ressurser/muligheter, magasiner, effekt, pumpekraft

Norge er et vannkraftland!

Norge er et vannkraftland!

Improsume prosjektet Prosumer impact analysis & simulations. Styr Smart i SmartGrid - workshop Thomas Martinsen thomas.martinsen@umb.

Virkemidler i ENERGIX-programmet Prioriteringer i neste utlysning av kompetanse og forsker prosjekter RENERGI-konferansen, Trygve U.

Bred profil på statistikk?

HVILKE KRAFTPRODUKTER OG HANDELSLØSNINGER MAKSIMERER NORSK VERDISKAPING? Håkon Egeland Statkraft Energi 20. April 2017

Kjell Bendiksen. Det norske energisystemet mot 2030

Energipolitikk, samfunn og økonomi. Energisystem. Nye konsepter

Forskningsrådets støtte til energiforskning og innovasjon. Einar Wilhelmsen

ENERGIX skal støtte løsningene morgendagen trenger

Norsk kabelstrategi konsekvenser og muligheter for norske produsenter. Edvard Lauen, Agder Energi

Mappeoppgave om sannsynlighet

PUMPEKRAFT ERFARINGER OG UTSIKTER. Adm. direktør - Gaute Tjørhom 3. september 2013

Nodeprising fremtidens energimarked?

SFFK - Konsesjonskraft

Introduksjon til operasjonsanalyse

Verktøy for estimering av sviktsannsynlighet og restlevetid

Simulering - Sannsynlighet

Regjeringens samråd den 26. januar 2007 om CO2-håndtering på Kårstø Innspill fra Aker Kværner

Framtidens energisystem i Norge og Europa og FoU-utfordringer det byr på

Prototype for automatisert oppsett av bemanningsplan

Møte med aktørene den

DIALOGMØTE OM ENERGIFORSKNING, OSLO. Jon Brandsar, konserndirektør Statkraft

SolidPlant er perfekt for deg som jobber med design av rørsystemer og anlegg, og er kjent med SolidWorks.

hvor mye, hvordan, til hvilken pris?

Presentasjon av FoU-prosjekt

Behov for (elektrisk) energilagring

Brannscenarier Hvilke scenarier må analyseres? Hvordan velge analysemetode? Trondheim 5. januar 2011

Prosjektet RegPol Regional Effects of Energy Policy

Beregning og forståelse av start-stopp kostnader. PTK Hvordan påvirker kjøremønster belastning, slitasje og aldring i kraftverk?

Kraftprisar og energisparing

ENERGIX Birgit Hernes, 25.oktober 2013 Om Nye konsepter- erfaringer

Driftsplanlegging og Tilsig

Usikkerheit i Hydrologiske Prognoser basert på Ensemble. Kossen i hule heite skal vi gjere dette????

INF1500 Høst 2015 Magnus Li Martine Rolid Leonardsen. Evaluering

The new electricity age

Gir klimavennlige energiløsninger alltid gode miljøløsninger?

Ideer og design bak Solvency II.

Balansekraft, kabler og effektkjøring

Kraftseminar Trøndelagsrådet

Produksjon av mer elektrisk energi i lys av et norsk-svensk sertifikatmarked. Sverre Devold, styreleder

NÅR KONSULTASJONEN STARTER HJEMME. Oppsummering av aktivitet i 2018: Når konsultasjonen starter hjemme

Utarbeidet 24. september av handelsavdelingen ved :

Likning- bingo ark 1

Klimaendringer - Konsekvenser for kraftproduksjon. Markedskonferansen september 2007 Birger Mo SINTEF Energiforskning

Forprosjekt: Kriterier for godkjenning av bruk av SAKS-tiltak i det norske kraftmarkedet. Anders Løland

Fornyelse av HMS-analyser

Konsekvenser av klimaendringer for kraftmarkedet i Norden CREE modellforum, SSB, 2. februar 2012

EUs energi- og klimapolitikk: Mulige konsekvenser for lønnsomheten av norsk vindkraft i 2030

Rapport. Økt balansekraftkapasitet i norske vannkraftverk. Innledende studie av konkrete case i Sør-Norge

ENERGIX Status på Statos. Programkoordinator Ane T. Brunvoll

MAT-INF 1100: Obligatorisk oppgave 1

Hvordan har E-CO Vannkraft tilpasset verktøy for langsiktig produksjonsplanlegging til eget bruk

ENERGIX Nye løsninger i energi- og klimaarbeidet

Kjell Bendiksen Det norske energisystemet mot 2030

Veileder om elsertifikater ved oppgradering og utvidelse av vannkraftverk Innhold

ENERGIX Status på Statos. Programkoordinator Ane T. Brunvoll

Elektromekaniske løsninger har vi teknologi og kompetansemiljøer?

Stortingsmelding om energipolitikken Oppstartmøte

Manglende kapasitet i strømnettet en Wind-breaker? Wenche Teigland, konserndirektør Energi BKK Offshore Wind, mandag 8. mars 2010

ENERGIX Utlysningene Programkoordinator Ane T. Brunvoll

ENERGIX Utlysningene Kommunikasjonsrådgiver Kristoffer R. Haug

Modellering av usikkerhet i numeriske likevektsmodeller med stokastisk scenariometode1

Energi, klima og miljø

Debugging. Tore Berg Hansen, TISIP

Gruppe 23. Rapport D2, MMI. Prototypen. Tilstandsdiagrammet til prototypen ser slik ut: Designet på prototypen er som under.

Spesialisering i økonomistyring og investeringsanalyse DST 9530

Elbas erfaringer og synspunkter. Roger Fredheim, Statkraft Energi AS

Forrapport til hovedoppgave i videreutdanning GIS.

Learning Online. DataPower. Rapporter. Veiledning for administratorer. Versjon 2.x

Marginaltap - oppdatering Et kritisk skråblikk på marginaltapsmodellen

Møte Arbeidsgruppe FMBA

Christian Skar Institutt for industriell økonomi og teknologiledelse (IØT) Norges teknisk-naturvitenskaplige universitet (NTNU) Kristiansand,

Optimalt vedlikehold av vannkraftverk

KVU Logistikknutepunkt Bergensregionen

Utførelse av programmer, metoder og synlighet av variabler i JSP

Utarbeidet 06. mai av handelsavdelingen ved :

Markedskommentarer til 1. kvartal 2010

Kravspesifikasjon MetaView

Last ned Sannsynlighetsregning og statistisk metodelære - Knut Ole Lysø. Last ned

Hvor klimaskadelig er norsk elforbruk?

Når batteriet må lades

Kraftsituasjon Presseseminar

Hvordan slår politiske valg ut på kraftbransjen?

Et norsk elsertifikatmarked Arne Jakobsen, GreenStream Network AS, 13 mars 2006

Forsøkslæreplan i valgfag programmering

Samfunnsøkonomiske vurderinger av godsbilstørrelser i bysentrum

Learning activity 2 Webdesign Malin Jonsson

Energi og Teknologi Hva står til rådighet - Fordeler og ulemper VANNKRAFT

Kraftsituasjonen pr. 24. mai:

Framtidens vannkraftplanlegging CenSES brukersamling 6. September 2012 Daniel Haugstvedt, ph.d.-student IØT

Bransjenorm for dokumentasjon av bærekraft og klimanytte fra norsk biogass. Torleif Haugland Bioseminar Levanger 28.

Transkript:

Stokastisk korttidsmodell = SHARM Motivasjon Modell Tilrettelegging for bruk Eksempel Michael Belsnes 1 Motivasjon (1) ENERGI21 programmet Balansekraft som 1 av 6 satsninger RENERGI som har sponset utvikling av en stokastisk korttidsmodell RENERGI LOGO 2 1

Motivasjon (2) Energi21 Balansekraft EnergiX Nevner spesielt vannkraftens rolle Balansetjenester Lagring EnergiX figuren 3 Motivasjon (3) Energi21 Balansekraft EnergiX Balansekraft Lagering Nyhetsglimt: Hydro 2012 i Bilbao 1300 deltakere fra 80 land Uansett tema var det et emne som stadig dukket opp. Hvilken rolle skal vannkraften ha i forhold til Europas 202020 mål +++ Mødte mange spørsmål om Norge som bateri for Europa Bilde fra Bilbao 4 2

Motivasjon (4) Energi21 Balansekraft EnergiX Balansekraft Lagering Hydro 2012 i Bilbao 1300 deltakere fra 80 land Hvilken rolle skal vannkraften ha i forhold til Europas 202020 mål +++ Vannkraften er så langt den eneste realistiske store lagringsmulighet for energi. Skandinavia sitter på brorparten av kapasitet i EU. Status in 2050 according to EWEA 5 Modellen Jobbet med og funnet et modell konsept som vi har tro på. Konseptet er: stokastisk suksessiv lineær programmering (SSLP) Potensial til å bli like rikt på detaljer som SHOP A B C D 6 3

SSLP: Stochastic Successive Linear Programing Illustrated 7 Metoden basere seg på å sette opp et stokastisk tre p 4,8 p i,j = 0,5 8 Et tre kan se vilkårlig ut og inneholde informasjon om forskjellige stokastiske variabler. En forgrening kan ha 1 n grener og treet trenger ikk være symetrisk Høyt tilsig 1 p 1,2 p 1,3 Lavt tilsig 2 3 p 2,4 p 2,5 p 3,6 p 3,7 4 5 6 p 4,9 p 5,10 p 5,11 p 6,12 p 6,13 9 10 11 12 13. men det blir fort stort det er en ulempe 7 p 7,14 p 7,15 14 15 Period 1 Period 2 Period 3 Period 4 time 8 4

Utfordring i forhold til dimensjonalitet Det blir fort store treer å regne på Det er da en mye større modell en dagens SHOP som skal løses. Jobbet med å få ned størrelsen på modellen under forutsetning om at modellen skal se samme usikkerhet Implementert en rutine for å reduser antall grener i treet Utviklet en metode for evaluere kvaliteten på den valgte reduksjon 9 Trekonstruksjon og scenarioreduksjon 1. Trekonstruksjon: Inn: Et sett scenarier for tilsig og/eller pris (ensembleprognoser, Monte Carlo simulering fra statistisk modell) Ut: Et scenariotre på en form som kan brukes i stokastisk optimeringsmodell Inn: Ut: 2. Scenarioreduksjon: Inn: Et stort scenariotre som gir for tunge beregninger Ut: Et scenariotre av redusert størrelse som gir god tilnærming til fullt tre 10 5

Pris og tilsig: Kombinert usikkerhet 11 Evaluere kvalitet på reduksjonen: Metode: Beregne optimal profitt basert på beslutninger tatt basert på redusert tre, men der en bruker sann fordeling gitt av fullt tre Redusert (sub )tre Fullt (sub )tre 12 6

Eksempel: Optimal reduksjon av tilsigsscenarier Ensemble prognose Scenariotre Redusert tre Konstruksjon Konstruksjon Reduksjon 13 Effekten av å redusere treet på optimal løsning Beregne optimal profitt basert på beslutninger tatt basert på redusert tre, men der en bruker sann fordeling gitt av fullt tre Fullt tre: Redusert tre: Eksempel: Ett magasin modell Initialfylling 80 % Stokastisk tilsig keur Ant. noder: 14 7

Oversikt over trinn i stokastisk korttidsmodellering Stokastiske variabler Tilsig: Ensemble prognoser fra hydrologisk modell, evt. kombinert med statistisk modell Spotpris: Prisprognose fra brukere kombinert med brukerspesifiserte anslag for usikkerhet eller statistisk modell Scenariotre Generering av scenariotrær fra ensemble prognoser eller scenarier fra statistisk modell, eller eksplisitt spesifisert fra brukere. Reduksjon av størrelsen på treet Optimering Kjøre stokastisk modell med redusert scenario tre Maksimerer forventet profitt Resultatpresentasjon Presentasjon og tolking av resultater fra stokastisk optimeringsmodell 15 Tilrettelegging for testing av prototyp Trinn i prosessen Generering av scenarier for tilsig og pris Verktøy Input fra brukeren Konvertering til xml format Excel ark Trekonstruksjon og evt reduksjon Trekonstruksjon og reduksjonsmodul: C program Stokastisk optimering Optimeringsmodul: C++ program Resultatbearbeiding og tolking Under arbeid, interaksjon med brukerne 16 8

Excel ark for konvertering til xml format 17 Excel ark for oppgaveflyt 18 9

Resultat fra en enkel testkjøring 10 Mm2 Timesoppløsning Vannverdifunksjon med 100 steg Startmagasin 70 % Pris 15 Eur/MWh Marginal verdi av lagret vann er lik pris ved 83 % fylling. Tilsig 1. døgn, deterministisk (kjent tilsig på 2 GWh /døgn) Tilsig 2. 4. døgn, stokastisk (50 % 0, 50 % 4GWh /døgn) 125 MW Ɛ=1 kwh/m3 19 Testkjøringer Stokastisk tilsig lik forventningsverdi 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Stokastisk tre 4 perioder a 24 timer Første periode deterministisk 2. 4 periode stokastisk, overgangssannsynlighet 50 % 20 10

Akkumulert tilsig 1. døgn deterministisk (kjent tilsig) 2. 4. døgn Stokastisk tilsig (50 % 0 50 % 4GWh /døgn) Magasinutvikling for 8 scenarier 21 Scenario med høyt tilsig periode 2, 3 og 4. Sluttmagasin 98,6 % Sum produksjon 11171 MWh Scenario med høyt tilsig periode 2 og 3. Sum produksjon 8777 MWh Sluttmagasin 82,5 % 22 11

Sum produksjon 8171 MWh Sluttmagasin 88,5 % Sum produksjon 5171 MWh Sluttmagasin 78,4 % 23 Sum produksjon 8075 MWh Sluttmagasin 89,5 % Sum produksjon 5075 MWh Sluttmagasin 79,4 % 24 12

Sum produksjon 4833 MWh Sluttmagasin 81,8 % Scenario med 0 tilsig periode 2, 3 og 4. Sum produksjon 2171 MWh Sluttmagasin 68,3 % 25 Oppsumering av økonomi i testen Stokastisk: Maksimerer forventet inntekt Deterministisk sim: Løser for en og en node utover i treet.stokastisk 2,3% bedre enn deterministisk sim Flom: Ikke flom med stokastisk modell. Flom for scen 1, 3 og 5 med deterministisk sim. Stokastisk Deterministisk sim Sum 100207 89798 salgsinntekter Verdi av 229413 232349 sluttmagasin Sum 329620 322147 26 13

Stokastisk Scenario med høyt tilsig periode 2, 3 og 4. Sum produksjon 11171 MWh Sluttmagasin 98,6 % Deterministisk sim Sum produksjon 9007 MWh Sluttmagasin 101,9 % Deterministisk scen Sum produksjon 12000 MWh Sluttmagasin 90,5 % 27 Økonomisk resultat for ulike kjøringer for C1 Økonomisk resultat Stokastisk Deterministisk scen Deterministisk sim Scen 1 417592 420499 386612 Scen 2 360730 363494 347420 Scen 3 360394 361371 354314 Scen 4 300142 302784 300388 Scen 5 360304 360722 354304 Scen 6 300358 302786 300378 Scen 7 300577 300748 300378 Scen 8 236856 240715 233386 Total (gj.snitt) 329619 331640 322147 28 14

Konklusjon Flom : Unngår flom med stokastisk modell Deterministisk sim : Flom i enkelte scenarier Pris /vv Siste periode: Produserer når vv lavere enn pris. 4 av 8 scenarier har sluttmagasin i området rundt der marginal vv er lik pris 7 av 8 scenarier har høyere sluttmagasin enn startmagasin. Spotpris er lavere enn marginal verdi av lagret vann for magasinnivå under 83 % 29 Avsluttning av "Optimal utilization of wind and water" Gjennomført test hos brukerne men har ikke fått entydig resultat i forhold til å kunne si at oprasjonalisering av SHARM har positiv nytteverdi. Noen årsaker kan være: Utfordrende å sette opp modell for SHARM og det er store menger data både inn og ut av modellen. Dagens prognoseverktøy klarer ikke å representere usikkerheten godt nok Testet på dagens system med dagens forhold De testresultat vi har å forholde oss til er fra Statkraft sine tester som viste liten økonomisk gevinst men bedre planer. SINTEF sine tester som er laget for å få frem en forskjel 30 15

Veien videre Styringsgruppen har søkt IPN prosjekt med Statkraft i spissen for å få gjennomført en mer realistisk test i industrien enn det som kompetanseprosjektet klarte. Innholdet i søknaden kan illustreres med: 31 Piet Hein "Det er vanskelig å spå spesielt om fremtiden Takk for oppmerksomheten 32 16