Archiv für den Autor: Krischan Keitsch

14. Symposium Energieinnovation

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Methodology for extracting dynamic standard load profiles from smart meter data

EnInnov2016Das 14. Symposium Energieinnovation (EnInnov2016) fand dieses Jahr vom 10. bis 12. Februar an der Technischen Universität in Graz statt. In parallel verlaufenden Sessions zu unterschiedlichen Themenschwerpunkten wurden aktuelle Forschungsergebnisse vorgestellt. Meine Arbeit mit dem Titel „Methodology for extracting dynamic standard load profiles from smart meter data“ liegt sowohl in einer Kurzfassung, als auch in einer Langfassung vor (bibtex).

Der Abstract verrät, worum es geht:

The German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy published a white book for a new power market design to support the transition of the national energy system (“Energiewende”). One planned measure is to increase the balance area loyalty. This underlines the necessity for accurate standard load profiles to increase the forecasting  quality of the electrical demand of customers in balance areas.
With the increasing roll-out of smart meters, fine-grained logging data of electricity consumption in households and enterprises becomes available. In a step by step analysis, smart meter profiles are analyzed. The goal is to identify clusters of similar demand profiles and then to develop optimized dynamic standard load profiles for accurate forecasts. An increased forecasting quality is achieved by the usage of dynamic functions. The dynamic functions are used to adjust the standard load profiles for different seasons. The  parameters of the dynamic functions are identified by using a least square approach and an  Evolution Strategy. The application of optimized dynamic functions increases the  forecasting accuracy measured with the mean average percentage error (MAPE) and the  normalized rooted mean square error (NRMSE) by 21% and 28% respectively in this case  study compared to the sole application of non-optimized standard load profiles.

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Optimierung von Energieversorgungssystemen unter Einbezug von Investitions- und Einsatzentscheidungen am Beisiel von gewerblichen Verbrauchern

An einem weiteren Beitrag war ich ebenfalls beteiligt. Im Rahmen einer Masterarbeit ist der Beitrag „Optimierung von Energieversorgungssystemen unter Einbezug von Investitions- und Einsatzentscheidungen am Beisiel von gewerblichen Verbrauchern“ entstanden. Auch dieser Beitrag liegt in einer Kurzfassung und in einer Langfassung vor (bibtex).

Auch hier soll der Abstract nicht fehlen:

In dieser Arbeit wird ein Mixed-Integer Linear Programming (MILP) Modell vorgestellt, um die Energiebezugskosten für die thermische und elektrische  Lastdeckung von 13 Gewerbekunden zu minimieren. Das Ziel ist der kostenoptimale  Energiebezug der Kunden durch das Netz oder durch die Installation dezentraler  Technologien (Photovoltaik (PV), Blockheizkraftwerke (BHKW), Erdgas-Boiler, Elektro-Boiler,  Wärmepumpe, elektrischer Speicher, thermischer Speicher). Diesbezüglich wurde das  Modell genutzt um die Auswirkungen unterschiedlicher Tarifszenarien auf die  Energiebezugskosten und die Technologieauswahl der Kundengruppen zu untersuchen. Es  konnte gezeigt werden, dass die Kundengruppen durch den Einsatz dezentraler  Technologien Kosteneinsparungen erzielen können. Variable Tarife erhöhen dabei sogar die  potentiellen Kosteneinsparungen von einzelnen Kundengruppen.

 

 

Grund zum Feiern: 10 Jahre transdisziplinäre Nachhaltigkeitsforschung an der Universität Leipzig

Scheller, F.; Kondziella, H.; Keitsch, K.; Bruckner, T. (2015): Integrierte techno-sozioökonomische Energiesystemmodelle zur Geschäftsmodellanalyse kommunaler Energieversorger, in: Bruckner, T.; Gawel, E.; Holländer, R.; Thrän, D. (Hrsg.): Studien zu Infrastruktur und Ressourcenmanagement. Band 5: 10 Jahre transdisziplinäre Nachhaltigkeitsforschung an der Universität Leipzig. Logos Verlag, Berlin.

Zeit vergehtDas Instituts für Infrastruktur und Ressourcenmanagements (IIRM) der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät der Universität Leipzig unter der Leitung von Prof. Dr. Thomas Bruckner feierte am 16.12.2015 10 jähriges Jubiläum (siehe PM). Zu diesem Anlass wurde eine Festschrift (Logos Verlag Berlin, ISBN 978-8325-4158-3) verfasst.

An einem Artikel konnte ich mitwirken:

Abstract

Die Transformation des Energiesystems – sei es bedingt durch die Energiewende oder durch die zunehmende Liberalisierung – setzt Energieversorger mit traditionellem Geschäftsmodell unter Druck. Die Flexibilität der Kunden, die autonome Entscheidungen treffen, lässt sich kaum in die heutige Unternehmensplanung einbeziehen. Eine Untersuchung von Geschäftsmodellen auf Basis integrierter techno-sozio-ökonomischer Modelle kann Wechselwirkungen zwischen den Akteursentscheidungen und die Energiesystemperformance aufzeigen. Diese Transparenz hilft Unternehmen im Wandel ihre strategische Ausrichtung zu präzisieren.

 

 

 

Artikel in der BWK erschienen

BWK Ausgabe 11/2015

Evaluation von Geschäftsmodellen im liberalisierten Energiemarkt

Wir haben einen Artikel “Evaluation von Geschäftsmodellen im liberalisierten Energiemarkt” über unser Modell IRPsim in der Zeitschrift BWK – Das Energie-Fachmagazin Ausgabe 11/2015 veröffentlicht.

 

 

Die Einleitung vermittelt einen Überblick, worum es in dem Artikel geht:

Die Transformation des Energiesystems setzt das Geschäftsmodell klassischer Energieversorger zunehmend unter Druck. Die Flexibilität der Kunden, die frei aus Angeboten auf dem Strommarkt wählen können, lässt sich kaum in die heutige Unternehmensplanung einbeziehen. Das Schweizer Versorgungsunternehmen IWB Industrielle Werke Basel setzt deshalb auf ein innovatives Modellkonzept und will sich zu einem Anbieter und Dienstleister von Energiemanagement weiterentwickeln. [Quelle: BWK]

Viel Spaß beim stöbern.

Endlich: Erste Veröffentlichung

Influence of Demand Response Tariffs on the Electrical Load of Households

Influence of Demand Response Tariffs on the Electrical Load of Households

Mann_in_BoxFür die IEEE Konferenz EPEC2015 vom 26.10. bis 28.10.2015 in London (Ontario), Kanada hatte ich ein Papier mit dem Titel „Influence of Demand Response Tariffs on the Electrical Load of Households“ eingereicht und dort präsentiert. Das Papier wurde anschließend in den Proceedings (bibtex) (DOI)  veröffentlicht.

 

Worum es geht? Steht im Abstract:

The roll out of smart meters introduces „Time of Use“ tariffs to incentive demand response for household customers. This paper describes a methodology to identify the impact of demand response in customer load profiles and applies it to a smart meter data set. The smart meter data for residential household is from the Irish CER Smart Metering Project. The profiles are segmented via kmeans clustering and good clustering results are identified by the silhouette coefficient.
One should expect that „Time of Use“ tariffs influence the demand behaviour in such a way that the resulting profile changes would lead to separate clusters. This hypothesis can not be verified in this paper for the CER data set.

Ein kleiner Schritt in Richtung Promotion, der mir viele lehrreiche Erfahrungen gebracht hat.

Clustern von Smart Meter Daten

Licht geht auf

Clustern von Smart Meter Lastgaengen

Clustern von Smart Meter Lastgängen.pdf

Der Ausbau der Smart Meter Infrastruktur wird mit dem geplanten Gesetz zur „Digitalisierung der Energiewende“ Fahrt aufnehmen.

Dieses Papier beschreibt einen Prozess zur Analyse der anfallenden Smart Meter Daten. Mit Hilfe eines Cluster Algorithmus werden die Lastgänge in homogene Gruppen ähnlicher Charakteristik aufgeteilt.

Clustern von Smart Meter Lastgängen.pdf

Optimale Konfigurationen von Evolutionsstrategien

Konfigurationen_von_Evolutionsstrategien-Krischan_Keitsch.pdf

Konfigurationen_von_-Evolutionsstrategien-Krischan_Keitsch.pdf

MetaES Eine optimale Konfiguration für einen Optimierungsalgorithmus der eine Evolutionsstrategie nutzt, ist gar nicht so leicht gefunden.

In diesem Papier wird der Versuch beschrieben, wie mittels einer Meta- Evolutionsstrategie für zwei Testfälle und eine  unterschiedliche Anzahl von optimierbaren Variablen, gute und robuste Konfiguration ermittelt werden.

Konfigurationen_von_Evolutionsstrategien-Krischan_Keitsch.pdf

Ein Blick auf die konventionelle Erzeugung

Konventionelle_ Erzeugung_Deutschland

Konventionelle_ Erzeugung_Deutschland-Krischan_Keitsch.pdf

GuD-im-RegenHier gehen wir der Frage nach, warum momentan effiziente GuD- Kraftwerke durch Braun- und Steinkohlekraftwerke am Markt verdrängt werden. Dabei werden erdgasbefeuerte GuD Anlagen doch als ideale Ergänzung für die fluktuierenden Erneuerbaren Energien angesehen:

 

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Schlaue lokale Energiemärkte statt Market Splitting?

Netzausbau

Dezentrale Märkte

Dezentrale_Energiemärkte-Krischan_Keitsch.pdf

Dieses Papier geht der Frage nach, in welchem Zusammenhand der Ausbau der Erneuerbaren Energien, die Diskussion über Market Splitting und die Bestrebungen zur Schaffung eines Europäischen Binnenmarkts für Strom stehen. Zudem wird die Frage bearbeitet, ob sich der Netzausbau durch den Einsatz von Smart Grids und Smart Markets dämpfen lässt:

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Experimente mit Evolutionsstrategien

ES-Experimente

Experimente-mit-einer-Evolutionsstrategie_Krischan_Keitsch.pdf

ES_2 Evolutionsstrategien gehören zur Gruppe der Evolutionären Algorithmen. Evolutionäre Algorithmen ahmen die Funktionsweise der Evolution natürlicher Lebewesen nach.

Einige Experimente mit einfachen Implementierungen einer Evolutionsstrategie anhand von unterschiedlichen Testversionen sind in diesem Papier beschrieben:

Experimente mit einer Evolutionsstrategie_Krischan_Keitsch.pdf

Ein Blick auf den EEX Terminmarkt

EEX

Terminmarkt-EEX

Entwicklung-Terminmarkt-Krischan_Keitsch.pdf

Bei einem Blick auf den Terminmarkt der EEX fällt auf, dass die Preise für Base Futures nur eine Richtung zu kennen scheinen – abwärts.

Ein paar Faktoren, die für diese Entwicklung verantwortlich sein können, sind in diesem Papier aufgeführt:

Entwicklung-Terminmarkt_Krischan_Keitsch.pdf