Een regeling om risico's in evenwicht te brengen kan helpen om de voordelen te realiseren van het combineren van complementaire energietechnologieën, zoals thermische opwekking, windenergie en energieopslag. Dergelijke voordelen zijn onder meer lagere kapitaalkosten en een responsievere en betrouwbaardere levering van energie, terwijl gebruik wordt gemaakt van technologieën voor hernieuwbare energie

Het optimaliseren van de werking van een energiecentrale met gemengde technologie is van vitaal belang om een ​​dergelijke stroomopwekking winstgevend en betrouwbaar te maken. Echter, dit is veel complexer dan voor eenheden met één technologie vanwege de gelijktijdige fluctuaties in de opwekking veroorzaakt door inconsistente wind, bijvoorbeeld, evenals schommelingen in energieopslagniveaus en marktelektriciteitsprijzen.

Hoewel er optimalisatieschema's zijn voorgesteld voor dergelijke virtuele energiecentrales (VPP's), de bestaande benaderingen hanteren een strikt risiconeutrale benadering van het omgaan met onzekerheid in toekomstige omstandigheden.

Nutsvoorzieningen, door risicoparameters te integreren in een efficiënt optimalisatieprogramma voor VPP-bedrijf, Ricardo Lima en collega's Omar Knio en Ibrahim Hoteit van KAUST hebben een platform ontwikkeld waarmee het systeem kan worden aangepast voor een betere betrouwbaarheid en winstgevendheid. "Hernieuwbare energiebronnen zijn inherent onzeker, " legt Lima uit. "De werking en interactie van deze bronnen met de elektriciteitsmarkt brengt onzekerheid met zich mee over hoe de winst het best kan worden gemaximaliseerd." "Deze methodologie stelt ons in staat om te profiteren van blazersensembles uit weersvoorspellingsmodellen, rekening houdend met de onzekerheden die inherent zijn aan toekomstige projecties, " zegt Hotit

Het probleem dat door het team van Knio wordt overwogen, is de optimalisatie van de activiteiten en deelname aan de elektriciteitsmarkt voor een VPP bestaande uit een thermische eenheid, zoals een conventionele gasgestookte elektriciteitscentrale, een windmolenpark en een pompaccumulatie-waterkrachtcentrale voor energieopslag. Het doel van de berekening is om de optimale energie-output van de thermische eenheid en input/output van de hydro-eenheid te voorspellen, rekening houdend met fluctuerende windomstandigheden en elektriciteitsprijs in de markt, wat de winst in de komende uren zal optimaliseren.

"Het belangrijkste probleem voor optimalisatie is altijd de balans tussen het detailniveau van het model en het vermogen om er optimale oplossingen uit te halen, " zegt Lima. "In dit werk, we stellen efficiënte benaderingen voor om grote problemen op te lossen en verleggen de grenzen van de probleemgrootte die we in redelijke rekentijden kunnen oplossen."

Dit is een grootschalig rekenprobleem met veel variabelen, zelfs vóór het opnemen van risico, wat aanzienlijke uitdagingen met zich meebrengt voor het vinden van de meest nauwkeurige oplossing. Om rekening te kunnen houden met de extra complexiteit van risico, het team moest een efficiënt rekenschema ontwikkelen, die ze bereikten door de twee delen parallel te berekenen. Het resultaat is een raamwerk dat zowel conservatieve risicovermijding als agressieve risicozoekende benaderingen mogelijk maakt om de VPP-winsten te maximaliseren.

"Ons optimalisatiemodel ondersteunt de berekening van risicomijdende beslissingen die zich indekken tegen lage winsten als gevolg van de onzekerheid in toekomstige windenergieopwekking en elektriciteitsprijzen, ' zegt Lima.