Optimal Resource Allocation and Pricing for Distributed Demand-Side Flexibility Services

Den økende andelen fornybar produksjon vil utfordre kraftsystemenes stabilitet og pålitelighet, ettersom balansering av produksjon og forbruk blir vanskeligere. Som et resultat er det en økende interesse for å utnytte etterspørselssiden for å redusere ubalanser i nettet, og særlig for bruk av fleksibilitetstjenester i boliger som tilbys gjennom en aggregator. Siden deltakelse i et fleksibilitetsprogram kan forårsake ulempe for sluttbrukerne, må aggregatoren gi økonomiske insentiver for å oppmuntre dem til å delta. Det er derfor nødvendig å etablere en allokeringsalgoritme som sikrer brukerpreferanser og tekniske begrensninger, samt en prismekanisme som anses som rettferdig for både aggregator og sluttbrukere for at forbrukerfleksibilitet skal bli realisert. Denne avhandlingen undersøker allokeringsgyldigheten og den økonomiske levedyktigheten til forbrukerfleksibilitet fra en aggregator's perspektiv, forutsatt at kjøperen av fleksibilitet er en balanseansvarlig part (BRP). Det foreslås en metode for optimal tildeling av forbrukerfleksibilitetskilder fra en portefølje av batterier, reduserbare, regulerbare og skiftbare laster i respons på en fleksibilitetsforespørsel som tar hensyn til brukerpreferanser og tekniske begrensninger. Deretter utvikles en ny prismekanisme med tre forskjellige prisstrategier for å finne en prisrekkevidde innenfor definerte rammer som sikrer fortjeneste for både aggregatoren og sluttbrukerne. Strategiene er brukt for å teste lønnsomheten til aggregatoren og sluttbrukerne. Strategi 1 forutsetter uniforme priser for alle kilder begrenset av eksisterende kraftmarkedspriser i hvert kvarter av dagen. Det samme antas for strategi 2, men med individuelle priser for hver kilde. Strategi 3 forutsetter uniforme priser for alle kilder begrenset av heuristisk bestemte grenser på 0 NOK/kWh og 100 NOK/kWh i hvert kvarter av dagen. En optimal tidsplan er bestemt for for hver ukedag og resultatene viser at skiftbare kilder og batterier levere mest fleksibilitet, men er de minst lønnsomme. Resultatene indikerer at det er mer rettferdig med forskjellige priser for hver kildetype. En gyldig prisklasse eksisterer for den optimale tidsplanen for tre av syv simulerte dager med strategier 1 og 2, og for alle dager med strategi 3. Resultatene viser at aggregatorens profitt øker når individuelle priser er tillatt sammenlignet med uniforme priser, og den øker ytterligere når prisene er begrenset av faste verdier uavhengig av eksisterende kraftmarkedspriser. Avslutningsvis viser denne oppgaven at avgrensning av fleksibilitetsprisene basert på eksisterende kraftmarkedspriser er lønnsomt for både aggregatoren og sluttbrukerne. Imidlertid bør fremtidig forskning om priser på forbrukerfleksibilitetstjenester omfatte tiltak for rettferdighet og utforske hvordan prisene kan settes basert på tilleggsparametere, med tanke på sosiale og atferdsmessige aspekter