北欧电力市场肉类冷却设施生产仿真

北欧电力市场肉类冷却设施生产仿真

电网只是一个相互连接的大机器。每当有人打开电灯开关,另一边的人就必须增加产量。这是一个简单的供求关系。然而,由于可再生能源的出现,这种平衡行为变得更加不确定和不可预测。因此,它需要新的解决方案,例如可以储存能量、氢气的电池,甚至连接国家的超级电网。

然而,还有另一种选择——需求响应。这是指消费者在高峰期用电的变化,以减少对电网的需求并确保电力可靠性。因此,这侧重于流程重新安排,而不是新技术投资。它也更加有导向性,这意味着AnyLogic仿真可以有效地应用于此。

在这种情况下,原料是肉屑,由工业消费者接收,需要在加工前储存在冷却室中。在该系统中,有一个最大和最小温度阈值,在该阈值内肉可以被储存。因此,可以根据电网的需要改变温度,以提供稳定的服务。

对于电力供应商来说,价格因时间而异,例如,清晨和傍晚更贵,而消费者则有固定价格。如果消费者接受灵活的价格,他们可以选择使用更多的电力。在这种情况下,这意味着在电网的非高峰时段提高冷却室的温度,并在高峰时段降低冷却室内的温度。这将缓解高峰时段的电力消耗。

这项使用仿真的需求响应分析侧重于单个工业消费者,这是一家肉类加工行业的丹麦公司。通过仿真,可以比较不同的场景:改变参数并查看建模系统的响应方式。

AnyLogic仿真软件是仿真这种需求响应效果的最佳选择,因为它为分析带来了以下优势:

使用仿真,建模人员可以通过以下方式可视化显示仿真软件潜力的结果:

  1. 使用仿真实验评估电流电势
  2. 在这个实验中,选择了一种基于市场的显式直接反应策略。这意味着作为消费者直接参与市场,而不涉及电力供应商。因为它是明确和直接的,没有其他假设。其次,消费者对结果感兴趣,结果分为两部分:

    • 需求响应的财务影响,包括累积和每日结果。
    • 显示累积和实时结果的需求响应过程影响。

    需求响应的财务影响-累积结果

    仿真数据

    仿真得出的数据显示消费者节约了多少钱。如果绿线高于蓝线,则消费者节约了费用

    需求响应的过程影响-累积结果

    仿真数据

    左边的直方图显示了电力的总体供应,用于确保消费者供应相同的能源。第二个直方图显示了温度的偏差。第三张图表说明了更改的工时份额

    需求响应的过程影响–实时结果

    仿真数据

    这些柱状图显示了初始和不同负载下的功率和温度输出

  3. 使用CompareRuns实验评估不同的市场选项
  4. 在这里,用户可以比较不同的场景,这就是仿真的力量所在。用户可以使用其他直接响应和市场配置运行各种仿真。然后看看他们的电费是如何随时间变化的。可以将相对储蓄与基本利率进行比较。本质上,发现不同的市场组合可以带来不同的资金节约。

    仿真数据

    左边的第一个结果显示了当使用不同的市场策略时,电费是如何随时间演变的。而右边的结果显示了不同市场策略的相对节约情况

  5. 使用参数变化实验评估操作灵活性
  6. 该示例显示最大温度参数增加了半度。因此,消费者可以在电力市场上出价更多,并节约一定的费用。然而,存在饱和效应。这意味着,消费者温度越高,获得的边际收益就越少。由此,工业消费者会明白,再将温度提高半度不会降低成本。

仿真数据

左边的直方图显示了最高温度是如何变化的,利用这些信息,第二个直方图可以在不同的日子内建模,以显示费用节约的频率分布

这一需求响应的结果表明,消费者可以使用三种方法参与电力市场:

最后,确定了一个更大的目标,即在丹麦和中国市场这两个不同的背景下,将此仿真应用于许多不同的消费者。在这里,可以看出模块化方法的有用性,因为这两个市场在结构上非常不同,但接口可以从一个智能体快速切换到另一个智能体。然后这些可以在许多不同的工业过程中实施。

该案例研究由南丹麦大学能源信息学中心博士生Nicolas Fatras在2021 AnyLogic会议上介绍。

幻灯片以 PDF格式提供。


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