ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Βελτιστοποίηση Ζήτησης Ισχύος σε κοινωνικές ομάδες καταναλωτών Χαμηλής Τάσης ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Εκπόνηση: Iωάννης Βαρβαρέσος Μαρία Φακίτσα Επιβλέπων : Γιώργος Ανδρέου Λέκτορας Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη, Νοέμβριος

2 2

3 Περίληψη Στη παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η ανάπτυξη ενός αλγορίθμου για την βελτιστοποίηση της ζήτησης ισχύος μιας κοινωνικής ομάδας καταναλωτών. Στην αρχή προσδιορίζονται τα προβλήματα που δημιουργούνται εξ αιτίας της αυξανόμενης ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας από τους καταναλωτές και αναφέρονται κάποιες από τις λύσεις που έχουν εφαρμοστεί μέχρι τώρα για την αντιμετώπιση του συγκεκριμένου προβλήματος. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στην «Διαχείριση Ζήτησης» ή αλλιώς «Demand Side Management DSM», τη λειτουργία και τις παραμέτρους της. Κατόπιν παρουσιάζεται η έννοια της «Απόκρισης Ζήτησης» ή αλλιώς «Demand Response DR». Παραθέτεται ο ορισμός της, αλλά και κάποια σημαντικά οφέλη που προκύπτουν από την ένταξη των καταναλωτών σε αντίστοιχα προγράμματα, όπως λόγου χάριν η αύξηση της αξιοπιστίας του συστήματος καθώς και η έγκαιρη αναγνώριση των σφαλμάτων και των κινδύνων που υπάρχουν, κάτι το οποίο μπορεί να βοηθήσει στην αμεσότερη αντιμετώπισή τους. Ακολουθεί η παρουσίαση των συμπερασμάτων που προέκυψαν από διάφορα σχετικά πιλοτικά προγράμματα τα οποία εξελίχθηκαν στην Ευρώπη αλλά και στον υπόλοιπο κόσμο και αναφέρονται οι διαφορές που εμφανίζουν αυτά τα προγράμματα σε σχέση με τις μεταβλητές που τέθηκαν για τη διεξαγωγή τους. Στην κατάληξη του συγκεκριμένου κεφαλαίου, και με αφορμή την εμπειρία των ως άνω αναφερθέντων προγραμμάτων εξηγείται αναλυτικά η ανάγκη δημιουργίας μίας ομάδας καταναλωτών, προκειμένου να επιτευχθεί η πληρέστερη κατά το δυνατόν διερεύνηση των τρόπων επίλυσης του προβλήματος της ζήτησης ισχύος, αλλά με τρόπο συλλογικό κι όχι ατομικό. Αυτή ακριβώς η ομαδοποίηση των καταναλωτών και η δημιουργία ενός αλγορίθμου για βελτιστοποίηση της συνολικής καμπύλης ζήτησης ισχύος, ήταν και ο στόχος εκπόνησης αυτής της διπλωματικής. Ακολουθεί η επεξεργασία του αλγορίθμου σε μορφή διαγραμμάτων ροής, παραθέτονται τα δύο κύρια μέρη στα οποία χωρίζεται και έπειτα αναλύονται για το κάθε μέρος τα βήματα υλοποίησης του αλγορίθμου. Έπειτα παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα που προκύπτουν από την εφαρμογή του αλγορίθμου σε θεωρητικά κατασκευασμένα δεδομένα που αφορούν 27 καταναλωτές. Στο Παράρτημα παρουσιάζεται ο ψευδοκώδικας με τις μεταβλητές και τους πίνακες που χρειάστηκαν για να υλοποιηθεί ο αλγόριθμος, καθώς επίσης και μία ιδέα με την οποία θα υπάρχει μία «ιδανικότερη» πρόταση μετακίνησης φορτίων προς τους καταναλωτές. Το συμπέρασμα που εξάγεται από αυτή τη διπλωματική εργασία, πάντα στο μέτρο που θέτουν τα όριά της, είναι πως ο συγκεκριμένος αλγόριθμος εμφανίζει θετικά αποτελέσματα στο μικρό αυτό δείγμα καταναλωτών. Θα ήταν επιθυμητό να εφαρμοστεί σε ακόμα μεγαλύτερα δείγματα πληθυσμού για να μπορέσει να επαληθευτεί η πρακτικότητα του αλγορίθμου. Καταλήγοντας παραθέτονται διάφορες παραγωγικές σκέψεις προκειμένου κάποιες μελλοντικές εργασίες να μπορέσουν να εξελίξουν την ιδέα που παρουσιάστηκε στην παρούσα διπλωματική. 3

4 4

5 Abstract The scope of this thesis is the development of an algorithm for the optimization of power demand in a group of residential, mainly, consumers. At first there is the identification of the problems that occur due to the rapid increase of energy and power demand and some of the current solutions of this problem are mentioned. Moreover, the Demand Side Management DSM solution is presented, along with its function and parameters. The concept of Demand Response DR is further analyzed, regarding its definition and some notable benefits of consumers being parts of DR programs, such as the increase of the System s reliability. Apart from that, results of many pilot programs implemented in Europe and around the World are displayed, and the main differences between them are highlighted. As a conclusion of this chapter the necessity for the creation of an algorithm regarding the optimization of the aggregate Power Demand of a group of consumers is thoroughly explained. In the next chapter the algorithm developed within the scope of this thesis is presented, and the two main parts of it are analyzed. Especially, the procedure for shifting the power demand of the consumers in a group is presented. Results are subsequently shown regarding the implementation of the algorithm on 27 consumers. Finally, the pseudo-code of this algorithm and some suggestions for future work are offered. As a conclusion of this thesis, it is shown that the algorithm shows promising results, even in a small sample of consumers. Moreover, there is a need for further investigation concerning the efficacy of the algorithm in a much larger population sample. 5

6 6

7 Πίνακας περιεχομένων 1. Εισαγωγή Το ενεργειακό πρόβλημα σήμερα Λύσεις που έχουν εφαρμοστεί Διαχείριση ζήτησης Η Απόκριση Ζήτησης (Demand Response) στην Ευρώπη και στην Αμερική Ορισμός Κατηγορίες απόκρισης ζήτησης και οφέλη ένταξης σε πρόγραμμα Πιλοτικά προγράμματα που έχουν εφαρμοστεί και συμπεράσματα Ομαδοποίηση Εκπαίδευση Καταναλωτών Αλγόριθμος Προαπαιτούμενος τεχνολογικός εξοπλισμός Ψηφιακοί μετρητές Ευφυές λογισμικό Συσκευές ελέγχου επιτήρησης μεμονωμένων φορτίων Πρόβλεψη καμπύλης ζήτησης Διαγράμματα Ροής Αλγόριθμος Αποτελέσματα σε καμπύλες ζήτησης Επίλογος Συμπεράσματα Ιδέες για μελλοντικές εργασίες Παράρτημα Βιβλιογραφία

8 1. Εισαγωγή 1.1 Το ενεργειακό πρόβλημα σήμερα Η σημερινή λειτουργία του Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας βασίζεται στην παροχή της απαιτούμενης ισχύος την ίδια χρονική στιγμή που αυτή ζητηθεί. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας είναι προς το παρόν πολυδάπανη και μη συμφέρουσα εφικτή λύση λειτουργίας του συστήματος. Σύμφωνα με τα παραπάνω συνεπάγεται ότι η αξιόπιστη λειτουργία του ηλεκτρικού συστήματος απαιτεί τέλεια αναλογία μεταξύ παροχής και ζήτησης σε πραγματικό χρόνο. Αυτή η αναλογία δεν είναι εύκολο να επιτευχθεί πάντα καθώς και η παροχή αλλά και η ζήτηση ενέργειας μπορούν να αλλάξουν ραγδαία και απρόσμενα για πολλούς λόγους, όπως αναγκαστικές διακοπές των μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, διακοπές των γραμμών μεταφοράς και διανομής και ξαφνικές μεταβολές στη ζήτηση του ηλεκτρικού φορτίου. Η ανεξέλεγκτη ζήτηση ηλεκτρικού φορτίου είναι σήμερα ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα ενός Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας. Οι καταναλωτές λόγω απουσίας οποιουδήποτε δελεαστικού κινήτρου για βελτίωση των ενεργειακών τους συνηθειών καταναλώνουν αλόγιστα ηλεκτρική ενέργεια με αποτέλεσμα να επιβαρύνουν σημαντικά το σύστημα, το οποίο πρέπει να θέτει σε λειτουργία τις ακριβές μονάδες αιχμής προκειμένου να καλύψει την αυξημένη ζήτηση. Τα τελευταία χρόνια, όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα, παρατηρείται συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση ισχύος και φορτίου αιχμής που σε διάφορες περιπτώσεις φτάνει και το ανώτατο όριο παροχής ηλεκτρικής ενέργειας του Δικτύου. Η σημερινή εικόνα της ημερήσιας καμπύλης ζήτησης, δυσχεραίνει την εύρυθμη λειτουργία του συστήματος με το αρνητικό αυτό αποτέλεσμα να αντανακλάται στους καταναλωτές. [7] 8

9 Σχήμα 1.1: Αύξηση Ζήτησης τα τελευταία χρόνια Η μη ικανότητα της κάλυψης του φορτίου ζήτησης από τις ήδη υπάρχουσες μονάδες μπορεί να οδηγήσει σε ελλιπή ή διακεκομμένη τροφοδότηση ισχύος. Οι δυσμενείς αυτές καταστάσεις έχουν ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της αξιοπιστίας του συστήματος και τη διαταραχή της ευστάθειάς του. Προς αποφυγή όλων αυτών οι αιχμές, αν και είναι λίγες ετησίως, απαιτούν την ένταξη νέων μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με κόστος αρκετών εκατομμυρίων ευρώ. Το κόστος κατασκευής και λειτουργίας αυτών των μονάδων προκειμένου να καλύπτεται η ζήτηση τις ελάχιστες αυτές ώρες αιχμής είναι πολύ υψηλό και επιβαρύνει το καταναλωτικό κοινό. Από τα παραπάνω συνεπάγεται ότι το σύστημα θα ήταν πιο αποτελεσματικό αν οι διακυμάνσεις της ζήτησης ήταν όσο το δυνατόν μικρότερες. Ένα Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας που δουλεύει με μία εξομαλυμένη καμπύλη έχει σαφώς τα οφέλη του χαμηλού κόστους παραγωγής της ενέργειας αφού θα είναι σε λειτουργία οι φτηνές μονάδες βάσης, δεν θα επιβαρύνεται από τα φορτία αιχμής και συνεπώς δεν θα απαιτείται η ένταξη των ακριβών μονάδων παραγωγής στο Σύστημα το οποίο πλέον θα λειτουργεί με περισσότερη αξιοπιστία. 9

10 1.2 Λύσεις που έχουν εφαρμοστεί Στην προσπάθεια βελτίωσης της ενεργειακής αυτής εικόνας που παρουσιάστηκε παραπάνω έχουν γίνει αρκετές προσπάθειες και έχουν εφαρμοστεί μέχρι τώρα αρκετές προτάσεις, οι οποίες αν και συμβάλουν στην βελτίωση της λειτουργίας του συστήματος, δεν είναι αρκετά αποτελεσματικές για να εξαλειφτεί το πρόβλημα. Παρόλα αυτά το κύριο μειονέκτημα τους είναι ότι κάποιες από αυτές τις προτάσεις έχουν αρνητικές συνέπειες στην κοινωνία. Προκειμένου να καλυφθεί το συνεχώς αυξανόμενο φορτίο αιχμής και η αυξανόμενη συνολική ζήτηση ενέργειας, νέες μονάδες παραγωγής εντάσσονται στο σύστημα και επιπλέον οι ακριβές μονάδες αιχμής λειτουργούν για όλο και περισσότερο χρόνο. Η δημιουργία νέων μονάδων παραγωγής ενέργειας και η ένταξη των ακριβών μονάδων παραγωγής στο δίκτυο τις ώρες αιχμής για όλο και περισσότερο χρονικό διάστημα καλύπτουν το πρόβλημα της κάλυψης του φορτίου αλλά επιβαρύνουν οικονομικά το σύστημα και συνεπώς τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας οι οποίοι επιβαρύνονται με το επιπλέον κόστος. Η αντιστάθμιση της άεργου ισχύος του συστήματος, η βελτίωση του συστήματος μεταφοράς ή και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας είναι μέτρα που συμβάλλουν στην ανάπτυξη του ηλεκτρικού συστήματος ενέργειας και στην αξιοπιστία του καθώς ακόμη και στην κάλυψη των αναγκών των καταναλωτών αλλά δεν αποτελούν ανατρεπτικό παράγοντα στην ραγδαία αύξηση του φορτίου. Κανένα από τα παραπάνω εφαρμοζόμενα μέτρα δεν εγγυάται την πλήρη εξυγίανση του συστήματος από το ενεργειακό πρόβλημα που πλήττει το σημερινό ηλεκτρικό σύστημα. Λόγω του υψηλού κεφαλαίου υποδομής του ενεργειακού συστήματος η πλέον πιο φθηνή λύση επεξεργασίας της εικόνας του είναι η επεξεργασία της ζήτησης. Όχι μόνο είναι η πιο φθηνή λύση αλλά ίσως και πιο αποτελεσματική καθώς στοχεύει στην αιτία του προβλήματος, δηλαδή την αλόγιστη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από τους καταναλωτές. [3]-[5] 10

11 1.3 Διαχείριση Ζήτησης Η μεταβολή και η επεξεργασία της Ζήτησης προκειμένου να καταπολεμηθεί το πρόβλημα του υψηλού φορτίου αιχμής και της συνεχώς αυξανόμενης κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας χαρακτηρίζεται ως «Διαχείριση της Ζήτησης». Η διαχείριση της Ζήτησης (Demand Side Management - DSM) αναφέρεται σε ένα σύνολο μέτρων που στοχεύουν στη βελτίωση του συστήματος ενέργειας χρησιμοποιώντας την πλευρά της ζήτησης. Τα μέτρα αυτά κυμαίνονται σε ένα μεγάλο εύρος ξεκινώντας από την βελτίωση της ενεργειακής αποτελεσματικότητας χρησιμοποιώντας καλύτερα υλικά μέχρι την έξυπνη τιμολόγηση της ενέργειας προσφέροντας κίνητρα για συγκεκριμένες καταναλωτικές συμπεριφορές ή ακόμη και έξυπνο έλεγχο των διανεμημένων πηγών ενέργειας. [1] Σε σχέση με το χρόνο και το αποτέλεσμα των εφαρμοζόμενων μέτρων η διαχείριση ζήτησης κατηγοριοποιείται ως εξής : 1) Ενεργειακή αποτελεσματικότητα (Energy Efficiency - ΕΕ) 2) Χρόνος χρησιμοποίησης (Time Of Use TOU) 3) Απόκριση ζήτησης (Demand Response - DR) 4) Στρεφόμενη Εφεδρεία (Spinning Reserve - SR) Στην παρούσα διπλωματική το πρόγραμμα στα πλαίσια του οποίου θα αναπτυχθεί ο αλγόριθμος είναι η Απόκριση Ζήτησης (DR). Στόχος ενός προγράμματος DR είναι η μεταβολή της ζήτησης των καταναλωτών με τέτοιο τρόπο ώστε να ομαλοποιηθεί η συνολική καμπύλη ζήτησης φορτίου και να εξαλειφθούν οι αιχμές. Προκειμένου να επιτευχθεί ο επιθυμητός στόχος θα πρέπει ο εκάστοτε καταναλωτής να ενταχθεί σε ένα πρόγραμμα της επιλογής του και να λειτουργεί σύμφωνα με αυτό. Ως αποτέλεσμα, η ομαλοποιημένη και ελεγχόμενη ζήτηση φορτίου συνεπάγεται την αύξηση της αξιοπιστίας του Δικτύου λόγω της δεδομένης κάλυψης του πλέον σταθερού και προβλεπόμενου φορτίου ζήτησης. Επίσης η κάλυψη του φορτίου μπορεί να επιτευχθεί με τις φτηνές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας το οποίο συνεπάγεται την φθηνότερη χρέωση της κιλοβατώρας στους καταναλωτές ως αποτέλεσμα του φθηνότερου κόστους παραγωγής της. 11

12 2. Η απόκριση ζήτησης (Demand Response) στην Ευρώπη και στην Αμερική 2.1 Ορισμός Ο όρος Demand Response (DR) ή αλλιώς Απόκριση Ζήτησης αναφέρεται σε ένα σύνολο χρονικά εξαρτώμενων προγραμμάτων και κοστολογήσεων που στοχεύουν στη μείωση ή μεταβολή της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας για την βελτιστοποίηση της αξιοπιστίας του ηλεκτρικού δικτύου και τη καλύτερη διαχείριση του κόστους της ενέργειας. Οι διάφορες στρατηγικές του DR που χρησιμοποιούνται προσφέρουν μεθόδους ελέγχου για την «απόρριψη φορτίου» ή «μετακίνηση φορτίου» κατά τη διάρκεια χρονικών στιγμών που παρατηρούνται αιχμές στο ηλεκτρικό δίκτυο και οι χρεώσεις της ενέργειας είναι υψηλές. [1] Δύο από τα κύρια εμπόδια που παρατηρούνται τα τελευταία χρόνια για την ανάπτυξη της Απόκρισης Ζήτησης (Demand Response) είναι η ανελαστικότητα που παρατηρείται από τη μεριά της ζήτησης και το μικρό ποσοστό συμμετοχής εξαιτίας της μηδαμινής πληροφόρησης. 2.2 Κατηγορίες απόκρισης ζήτησης και οφέλη ένταξης σε πρόγραμμα Η όρος «Απόκριση ζήτησης» αναφέρεται στην μεταβολή του τρόπου χρήσης της ηλεκτρικής ενέργειας από τους τελικούς καταναλωτές σε σχέση με την συνηθισμένη τους κατανάλωση ως απόκριση στις μεταβολές της τιμής της ηλεκτρικής ενέργειας. Η απόκριση ζήτησης μπορεί επίσης να χαρακτηριστεί ως τα οικονομικά κίνητρα τα οποία είναι σχεδιασμένα για να επιτύχουν χαμηλότερη ηλεκτρική κατανάλωση τις ώρες υψηλού κόστους παραγωγής της ενέργειας ή τις ώρες που η ευστάθεια του συστήματος κινδυνεύει. Η απόκριση ζήτησης περιλαμβάνει όλα τα μοντέλα τροποποίησης της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας από τελικούς καταναλωτές που είναι στοχευόμενα στο να μεταβάλουν το χρόνο και το ποσοστό στιγμιαίας ζήτησης ή συνολικής κατανάλωσης ενέργειας. Υπάρχουν διαφορετικών ειδών προγράμματα απόκρισης ζήτησης ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας και τα κίνητρα που χρησιμοποιούν τα οποία διακρίνονται ως εξής : 12

13 Α) Προγράμματα απόκρισης ζήτησης βασισμένα σε κίνητρα (Increased-block Pricing - IBP ) Άμεσος έλεγχος φορτίου : ο διαχειριστής του συστήματος έχει ελεύθερη πρόσβαση σε κάποιες από τις συσκευές του καταναλωτή. Αυτές οι συσκευές συνήθως είναι air-condition και θερμοσίφωνες και ο διαχειριστής έχει την δυνατότητα απομακρυσμένης διακοπής ή μετακίνησης αυτού του φορτίου. Οι καταναλωτές ανταμείβονται για τη συμμετοχή τους σε αυτού του είδους τα προγράμματα. Διακοπτόμενες τιμολογήσεις : Ζητείται από τους πελάτες με ειδικά συμβόλαια να μειώσουν την κατανάλωση τους σε προκαθορισμένες τιμές και ανάλογα με την συμμόρφωση τους ή όχι δέχονται οφέλη η αντίστοιχα ποινές σύμφωνα με τους όρους του συμβολαίου. Προγράμματα επείγουσας απόκρισης ζήτησης : Οι πελάτες ανταμείβονται για εθελοντική ανταπόκριση σε επείγοντα σήματα του συστήματος. Προγράμματα αγοράς χωρητικότητας : Οι πελάτες εγγυώνται στο να συμβάλουν σε προκαθορισμένες μειώσεις φορτίου όταν προκύπτουν κίνδυνοι στο σύστημα. Σε αυτού του είδους τα προγράμματα δίνεται στους καταναλωτές ένα σήμα γεγονότων συνήθως σε χρόνο μιας μέρας μπροστά και δέχονται ποινές για την μη ανταπόκριση τους. Προγράμματα προσφοράς ζήτησης : οι πελάτες μπορούν να προσφερθούν για περικοπή ενός συγκεκριμένου ποσού φορτίου αλλιώς δέχονται ποινές. Επικουρική αγορά υπηρεσιών: επιτρέπουν στους καταναλωτές να υποβάλουν προσφορά για περικοπή φορτίου στην αγορά. Όταν οι προσφορές γίνονται δεκτές, οι συμμετέχοντες πληρώνονται με την τιμή της αγοράς για τη δέσμευση τους να είναι σε επιφυλακή και πληρώνονται με τιμή αγοράς ενέργειας, εάν απαιτείται περικοπή φορτίου. B) Προγράμματα απόκρισης ζήτησης βασισμένα στη τιμή (Payback Period - PBP ) [2] Αυτού του είδους τα προγράμματα βασίζονται σε δυναμική τιμολόγηση, όπου οι χρεώσεις κυμαίνονται ακολουθώντας την πραγματική τιμή κόστους της ηλεκτρικής ενέργειας την δεδομένη χρονική στιγμή. Με αυτό τον τρόπο η καμπύλη ζήτησης μειώνεται προσφέροντας στους καταναλωτές ακριβή τιμή ενέργειας τις ώρες αιχμής και χαμηλή τιμή τις ώρες χαμηλής ζήτησης. 13

14 Χρέωση χρόνου χρησιμοποίησης (Time of Use - ΤΟU) : εφαρμόζεται ένα στατικό πρόγραμμα χρεώσεων, όπου η τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας διαφέρει σε διαφορετικά διαστήματα χρόνου. Η τιμή κατά τη διάρκεια αιχμών είναι υψηλότερη από περιόδους χαμηλής ζήτησης. Η απλούστερη TOU κοστολόγηση χωρίζεται σε δύο μόνο διαστήματα χρόνου, το διάστημα αιχμών και το διάστημα χαμηλής ζήτησης. Κοστολόγηση Κρίσιμων Αιχμών (Critical Peak Pricing - CPP) : Μια παραλλαγή ενός λιγότερου προκαθορισμένου προγράμματος από το TOU. Οι CPP τιμές περιλαμβάνουν μια προκαθορισμένη υψηλότερη τιμή ηλεκτρικής ενέργειας που ξεπερνά τις τιμές ΤΟU και χρησιμοποιούνται μόνο κατά τη διάρκεια κινδύνων. Ακραίες τιμές ημέρας (Extreme Day Pricing - EDP) : Μοιάζει με την CPP χρέωση στο ότι έχει υψηλότερη τιμή ενέργειας, αλλά διαφέρει στο ότι η τιμή αυτή είναι σε ισχύ για 24 ώρες, δηλαδή για ολόκληρη τη μέρα που χαρακτηρίζεται «ακραία» και η οποία είναι γνωστή από την προηγούμενη μέρα. Κοστολόγηση σε πραγματικό χρόνο (Real Time Pricing - RTP) : Οι τιμές χονδρικής της αγοράς διαβιβάζονται στους τελικούς καταναλωτές. Η τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας κυμαίνεται ωριαία αντανακλώντας την πραγματική τιμή κόστους παραγωγής της και οι καταναλωτές ενημερώνονται για αυτές τις διακυμάνσεις σε βάθος χρόνου μίας ημέρας ή και μιας ώρας μπροστά. Οι οικονομολόγοι ισχυρίζονται ότι αυτό το είδος των προγραμμάτων είναι το πιο αποτελεσματικό και κατάλληλο για ανταγωνιστικές αγορές ενέργειας. Οφέλη ένταξης στο πρόγραμμα Οι καταναλωτές που συμμετέχουν σε ένα πρόγραμμα «Απόκρισης Ζήτησης» (DR) αναμένουν μειώσεις στο λογαριασμό της ενεργειακής τους κατανάλωσης, εάν μειώσουν την κατανάλωσή τους τις χρονικές στιγμές που παρατηρούνται αιχμές στο Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας. Υπάρχει περίπτωση, για κάποια προγράμματα DR, να παρατηρηθούν οφέλη στους λογαριασμούς των καταναλωτών, ακόμα κι αν δεν αλλάξουν την ενεργειακή τους κατανάλωση, εάν κι εφόσον η τελευταία βρίσκεται σε χαμηλότερο επίπεδο από τη μέση τιμή της ατομικής τους καμπύλης κατά τη διάρκεια των αιχμών του δικτύου. Μερικοί καταναλωτές, ακόμα, μπορούν να αυξήσουν την ενεργειακή τους κατανάλωση σε χρονικές περιόδους που το κόστος ενέργειας είναι χαμηλό, χωρίς να επιβαρύνονται οικονομικά. Αρκετά προγράμματα DR προσφέρουν συγκεκριμένα κίνητρα χρηματοδότησης στους καταναλωτές. Εκτός από τα οικονομικά οφέλη το πρόγραμμα συμβάλει και στην άνεση του καταναλωτή καθώς υπάρχει η δυνατότητα διαχείρισης ορισμένων φορτίων κατ ευθείαν από τον διαχειριστή του δικτύου στις βέλτιστες χρονικές στιγμές με σκοπό να επωφελείται και ο καταναλωτής και το δίκτυο. Σε κάθε περίπτωση όμως η συμμετοχή σε ένα πρόγραμμα επιφέρει οικονομικά οφέλη στους καταναλωτές ανάλογα με το πρόγραμμα το οποίο έχουν επιλέξει και τους όρους του συμβολαίου του κάθε καταναλωτή. 14

15 Οι καταναλωτές που διαθέτουν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι οποίες είναι διασυνδεδεμένες με το Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας, θα επωφεληθούν από προγράμματα DR, καθώς θα μπορούν να έχουν επίγνωση της κατάστασης του Δικτύου κάθε χρονική στιγμή για να ξέρουν πότε μπορούν να πουλάνε ή να αγοράζουν ενέργεια. Συμπερασματικά από τα παραπάνω, η λειτουργία ενός προγράμματος DR αυξάνει την αξιοπιστία του συστήματος. Το πρόγραμμα βοηθάει στην έγκαιρη αναγνώριση των σφαλμάτων και των κινδύνων του συστήματος και την άμεση αντιμετώπισή τους, συνήθως με τη βοήθεια των καταναλωτών. Διάφορα προγράμματα επιδοτούν τους καταναλωτές εάν βοηθήσουν σε τέτοιες ακραίες περιπτώσεις για να μην υπάρξει ολική σβέση του συστήματος. 2.3 Πιλοτικά προγράμματα που έχουν εφαρμοστεί και συμπεράσματα. [2] Στα πλαίσια της διπλωματικής εξετάστηκαν τα συμπεράσματα από περίπου 100 πιλοτικά προγράμματα που διεξήχθηκαν σε ολόκληρο τον κόσμο από το 1980 μέχρι το 2011, σχετικά με το Demand Response και τις επιδράσεις του στη συμπεριφορά των καταναλωτών και κατ επέκταση στη βελτίωση ή όχι της καμπύλης ζήτησης. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην «εξομάλυνση» (ή εξορθολογισμό) των αιχμών του δικτύου, στην βελτιστοποίηση της αξιοπιστίας του συστήματος και στη μείωση των λογαριασμών των καταναλωτών λόγω της ορθολογικότερης χρήσης της ηλεκτρικής ενέργειας, ιδιαίτερα σε χρονικές ζώνες που θεωρούνται «κρίσιμες» λόγω υπερφόρτωσης του δικτύου. Σε αυτό το κεφάλαιο θα παρουσιαστούν σε αδρές γραμμές τα κυριότερα συμπεράσματα των προγραμμάτων αυτών με βάση κάποιες γενικές μεταβλητές, που βοηθούν στην καλύτερη σύγκριση των προγραμμάτων μεταξύ τους. Ανάμεσα σε κάποιες διαρθρωτικές μεταβλητές ξεχώρισαν οι εξής τρεις: 1. Η περιοχή στην οποία πήρε μέρος το πιλοτικό πρόγραμμα 2. Η διάρκειά του προγράμματος 3. Ο αριθμός των συμμετεχόντων Περιοχή Το μέρος που διεξήχθησαν τα πιλοτικά προγράμματα έπαιξε πρωταγωνιστικό ρόλο ως προς τα αποτελέσματα τα οποία παρήχθησαν. Παρατηρήθηκε πως στον Καναδά το πρόγραμμα κατάφερε να πετύχει 12% μείωση της κατανάλωσης με το υλικό των In House Displays IHDs (Οθόνες παρουσίασης πληροφοριών σχετικών με την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε οικιακούς καταναλωτές), στην Ευρώπη 10% ενώ στην Αμερική μόλις 7%. Μάλιστα, όσον αφορά την «πληροφοριακή τιμολόγηση», η Ευρώπη είχε την πρωτιά σε σύγκριση με την Αμερική, καθώς είχε 4.5 φορές μεγαλύτερη μείωση 15

16 κατανάλωσης. Τα δυναμικά προγράμματα κοστολογήσεων είχαν μεγαλύτερη επιτυχία στην Ευρώπη απ ότι στην Αμερική. Ένα πολύ σημαντικό συμπέρασμα είναι πως χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή η σύγκριση των αποτελεσμάτων των διαφόρων περιοχών. Τα αποτελέσματα μπορεί να είναι καλύτερα και οι απαιτήσεις του προγράμματος να διαφέρουν. Τα προγράμματα αυτά, σε ένα γενικότερο πλαίσιο, θα πρέπει να προσαρμόζονται ανάλογα με πολιτισμικές, και όχι μόνο, προδιαγραφές. Διάρκεια Στη συνέχεια, συμπεραίνεται πως η διάρκεια των προγραμμάτων έπαιξε σημαντικό ρόλο καθώς έφτανε συνήθως τα 2 χρόνια. Αυτό το δεδομένο, από μόνο του, είναι σημαντικό, αφού δείχνει σε ένα πρακτικό επίπεδο πως οι συμπεριφορικές αλλαγές των καταναλωτών μπορούν να χαρακτηριστούν σαν «μόνιμες», με τη λήξη του εκάστοτε προγράμματος. Ωστόσο, οι κύκλοι μάθησης των καταναλωτών και η γνωριμία τους με πιο εξελιγμένα προγράμματα θα πρέπει να ερευνηθεί περαιτέρω. Αριθμός Συμμετεχόντων Τέλος, ο διαφορετικός αριθμός των συμμετεχόντων καταναλωτών στα διάφορα προγράμματα Απόκρισης Ζήτησης δίνει μια πολύ καλή εικόνα της δυσκολίας της επικοινωνίας όσο αυτός ο αριθμός αυξανόταν. Παρατηρήθηκε πως στα προγράμματα που συμμετείχαν καταναλωτές, τα αποτελέσματα ήταν χαμηλότερα από τα αντίστοιχα προγράμματα με λιγότερους συμμετέχοντες. Για την αντιμετώπιση αυτής της δυσλειτουργίας στην επικοινωνία χρειάζεται μεγαλύτερη γνώση πάνω στα μηνύματα που θα αναφέρονται σε μεγάλες ομάδες καταναλωτών. Επίσης, θα πρέπει να υπάρξουν προγράμματα στην Ευρώπη με καταναλωτές για την δημιουργία αποτελεσμάτων που θα βοηθήσουν στην ανάπτυξη της Απόκρισης Ζήτησης. Κάποιες μεταβλητές που ξεχώρισαν, σχετικά με την επικοινωνία του Δικτύου (ή καλύτερα του Δικτύου Διανομής Ενέργειας) με τους καταναλωτές, ή ακόμα και μεταξύ των καταναλωτών μεταξύ τους, είναι οι εξής: κατάλληλη ομαδοποίηση συμμετεχόντων, εκπαίδευση αυτών και διαδραστικότητα με τους καταναλωτές. Έχει αποδειχτεί πως η κατάλληλη ομαδοποίηση των καταναλωτών, σε σχέση με τα διάφορα χαρακτηριστικά (π.χ. δημογραφικά χαρακτηριστικά όπως ηλικία, φύλο, οικονομική ευχέρεια, κτλ.) μπορεί να δώσει εξαιρετικά αποτελέσματα και πολύ χρήσιμες πληροφορίες. Το κυριότερο συμπέρασμα ήταν το εξής: εάν οι καταναλωτές δεν θεωρήσουν το πρόγραμμα ενδιαφέρον, προσβάσιμο και ελκυστικό, τότε είναι καταδικασμένο να αποτύχει. Ομαδοποίηση Η ομαδοποίηση σε προγράμματα αυτής της μορφής, καθώς επίσης και η εμπλεκόμενη τεχνολογία, προσφέρουν συγκεκριμένα οφέλη και δυνατότητες για καλύτερη μελέτη σχετικά με το ποια ομάδα από τους συμμετέχοντες αντιδρά καλύτερα στο πρόγραμμα και ποιοι είναι οι τρόποι βελτίωσης αυτού του παράγοντα. Η μελέτη αυτή 16

17 θα μπορέσει με τη σειρά της να δώσει το έδαφος για καλύτερη δημιουργία διαφημιστικών μηνυμάτων και εκπαιδευτικού υλικού που θα έχουν κύριο στόχο την προσέλκυση μεγάλου αριθμού καταναλωτών που συμμετέχουν ενεργά σε ένα πρόγραμμα σε μια συγκεκριμένη αγορά. Παρά τα μεγάλα οφέλη που δείχνει να έχει αυτός ο διαχωρισμός, ωστόσο δεν έχει μελετηθεί κατάλληλα από τους διάφορους φορείς και χώρες και χρειάζεται μια περαιτέρω ανάλυση και έρευνα. Εκπαίδευση Σε όλα τα προγράμματα στα οποία προηγήθηκε εκπαίδευση των καταναλωτών για το πρόγραμμα, υπήρξε σαφής βελτίωση και εν τέλει καλύτερη απόδοση. Έτσι, οι καταναλωτές που συμμετείχαν σε προγράμματα με την τεχνική Time of Use (TOU) και δεν είχαν εκπαιδευτεί παρουσίασαν ΑΥΞΗΣΗ της ενεργειακής τους κατανάλωσης, ενώ αυτοί που εκπαιδεύτηκαν είχαν ΜΕΙΩΣΗ κατά 4% και σημαντική μείωση των ημερήσιων αιχμών. Ωστόσο, πρέπει να παρατηρηθεί εδώ πως η εκπαίδευση δεν έφερε κανένα απολύτως αποτέλεσμα (είτε θετικό είτε αρνητικό) στους καταναλωτές που τους δόθηκαν IHD s. Αυτό ίσως οφείλεται στο γεγονός πως τα IHD s προσφέρουν στους χρήστες του προγράμματος πολλές πληροφορίες σχετικά με την ενεργειακή τους κατανάλωση, πράγμα που σημαίνει πως μπορούν από μόνοι τους να δημιουργήσουν μια καλύτερη εικόνα για την κατανάλωσή τους. Η εκπαίδευση θα πρέπει να εντάσσεται στα δυναμικά προγράμματα κοστολογήσεων, ιδιαίτερα σε αυτά που εμπεριέχουν μέσα «αυτοματισμούς μηχανημάτων», καθώς βοηθάει στη μείωση όχι μόνο των αιχμών του Δικτύου αλλά και της συνολικής κατανάλωσης. Η εκπαίδευση είναι αναγκαία σε όλα τα προγράμματα πλέον και θα πρέπει να δοθεί περισσότερη έμφαση τώρα πια στην εκπαίδευση των καταναλωτών για πιο «εξελιγμένες» τεχνολογίες, όπως ηλεκτρικά αυτοκίνητα, καθώς επίσης και στην διαδικασία εκπαίδευσης συγκεκριμένων κοινωνικών ομάδων καταναλωτών για την καλύτερη απόδοση του εκάστοτε προγράμματος. Διαδραστικότητα Η διαδραστικότητα μεταξύ των διοργανωτών του κάθε προγράμματος και των καταναλωτών είναι σημαντική και εκφράζεται κυρίως με συναντήσεις, συνεντεύξεις και ερωτηματολόγια που δίνονται στους καταναλωτές. Αυτή η διαδικασία είναι δύσκολα εφικτή όσο ο αριθμός των καταναλωτών αυξάνεται. Ωστόσο, έχει παρατηρηθεί πως μέσω αυτής της διαδραστικότητας τα αποτελέσματα σχετικά με τη μείωση της κατανάλωσης παρουσίασαν μεγάλη αύξηση. Αν και αυτή η διαδικασία των συναντήσεων φαίνεται να προσφέρει κάποια καλά αποτελέσματα, ωστόσο δεν θεωρείται καλό κίνητρο για τη συνεχή αναπαραγωγή τους κατά τη διάρκεια εκτέλεσης του προγράμματος. Τέλος, αναφέρονται κάποιες μεταβλητές που βοήθησαν στη κατανόηση στοιχείων για καλύτερη διαχείριση των αναγκών των καταναλωτών μέσα από πιλοτικά προγράμματα κοστολόγησης και ανάδρασης. Αυτές οι μεταβλητές είναι οι εξής: αυτοματισμός και συνδυασμός της δυναμικής κοστολόγησης και ανάδρασης. 17

18 Αυτοματισμός Ο αυτοματισμός των διαφόρων φορτίων μπορεί να ελέγχεται κατ ευθείαν από τους καταναλωτές ή από την αντίστοιχη Εταιρεία Διανομής Ενέργειας. Ένα οποιοδήποτε πιλοτικό πρόγραμμα δυναμικής κοστολόγησης μπορεί να διπλασιάσει ή ακόμα και να τετραπλασιάσει το ποσοστό φορτίου που μετατίθεται σε ώρες με μικρότερη ζήτηση και άρα χαμηλότερη τιμή ενέργειας χρησιμοποιώντας αυτοματισμό φορτίων. Ωστόσο, ο αυτοματισμός των φορτίων έχει παρουσιάσει σε μερικές περιπτώσεις αύξηση της συνολικής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας από τους καταναλωτές. Για παράδειγμα, ένας καταναλωτής ίσως χρειαστεί να έχει περισσότερη ώρα ανοιχτό το air-condition για να επαναφέρει το σπίτι του στις επιθυμητές θερμικές συνθήκες μετά το πέρας της χρονικής στιγμής που παρατηρούνταν η αιχμή στο Δίκτυο, με αποτέλεσμα στην ουσία να καταναλώνει συνολικά περισσότερη ενέργεια. Ο κίνδυνος αυτός, όμως, μπορεί να αποφευχθεί με την εκπαίδευση των καταναλωτών και την ανάδραση σε αυτούς διαφόρων στοιχείων σχετικά με την κατανάλωση τους και την τιμή της ενέργειας. Ο αυτοματισμός προσφέρει, ίσως την καλύτερη επιλογή για μεταβολή ή και μείωση του φορτίου ζήτησης. Στη σημερινή εποχή είναι αρκετά ακριβή η τεχνολογία που παρέχεται στους καταναλωτές για τη δημιουργία αυτοματισμού στα διάφορα φορτία της οικίας τους, αλλά ενδέχεται σε λίγα χρόνια να αλλάξει αυτή η κατάσταση και να γίνει πιο εφικτή η εγκατάσταση μηχανημάτων που θα δημιουργήσουν τις κατάλληλες προϋποθέσεις αυτοματισμού. Συνδυασμός δυναμικής κοστολόγησης και ανάδρασης Ο συνδυασμός της δυναμικής κοστολόγησης και ανάδρασης θεωρήθηκε από τις πιο σημαντικές μεταβλητές, καθώς τα δυναμικά προγράμματα κοστολόγησης βοηθάνε τους καταναλωτές να μεταβάλλουν το φορτίο τους τις ώρες που το σύστημα βρίσκεται σε οριακή κατάσταση, ώστε να αποφευχθούν τυχόν προβλήματα ή ακόμη και διακοπές (blackouts). Η ανάδραση διαφόρων ενδιαφερόντων στοιχείων σχετικά με την κατανάλωση των συμμετεχόντων, αν και πολύ σημαντική, ήταν ιδιαίτερα δύσκολα εφαρμόσιμη όσο ο αριθμός αυτών των συμμετεχόντων ανερχόταν σε πολύ μεγάλο νούμερο. Ωστόσο στα δυναμικά προγράμματα κοστολόγησης δεν δημιουργούνταν τέτοια προβλήματα σχετικά με τον αριθμό των καταναλωτών. Επομένως, ο κατάλληλος συνδυασμός αυτών των δύο παραγόντων μπορεί να αποφέρει πολύ καλά αποτελέσματα, ιδιαίτερα αν εφαρμοστεί σε προγράμματα με πολύ μεγάλο αριθμό συμμετεχόντων, κάτι που θα πρέπει να ερευνηθεί πολύ από τις διάφορες εταιρείες και τους διάφορους μελετητές. 18

19 2.4 Ομαδοποίηση Η εξομάλυνση της συνολικής καμπύλης ζήτησης επιτυγχάνεται με την μεταβολή όλων των ατομικών καμπυλών έτσι ώστε να αποκοπούν οι αιχμές και να ομαλοποιηθεί το συνολικό φορτίο. Η επεξεργασία της συνολικής καμπύλης όμως θα μπορούσε να γίνει απλούστερη χωρίζοντας την σε έναν αριθμό καμπυλών των οποίων αν εξομαλύνονταν το άθροισμα τους, τότε θα εξομαλύνονταν και η συνολική καμπύλη ζήτησης. Αυτή η υποδιαίρεση της συνολικής καμπύλης σε μικρότερες «ομάδες» καμπυλών επιτυγχάνεται με την ομαδοποίηση των οικιακών καταναλωτών. Μέχρι τώρα η βελτιστοποίηση ζήτησης ενέργειας στόχευε στην εξομάλυνση της συνολικής καμπύλης μέσω της επεξεργασίας ενός τεράστιου αριθμού ατομικών καμπυλών οι οποίες θα έπρεπε να μεταβληθούν έτσι ώστε να παρουσιάζουν ένα όσο το δυνατόν πιο ομαλό φορτίο με αποτέλεσμα το άθροισμά όλων των ατομικών καμπυλών να παρουσιάζει ένα επίσης ομαλοποιημένο φορτίο. Με την ομαδοποίηση των καταναλωτών η βελτιστοποίηση της ζήτησης δεν βασίζεται πια στην εξομάλυνση των ατομικών καμπυλών αλλά στην εξομάλυνση της συνολικής καμπύλης ζήτησης της ομάδας. Αυτή η βελτίωση της ομαδικής καμπύλης βασίζεται στην μεταβολή ή μετακίνηση των φορτίων κάποιων ατομικών καμπυλών ώστε το συνολικό άθροισμα να μην παρουσιάζει αιχμές. Η κύρια διαφορά λοιπόν που προτείνεται είναι πως, ενώ στις μέχρι τώρα μεθόδους οι προσπάθειες έγκειτο στη μείωση των αιχμών όλων των ατομικών καμπυλών, με την ομαδοποίηση αρκούν οι αλλαγές σε κάποιες συγκεκριμένες ατομικές καμπύλες για να μειωθεί η αιχμή της συνολικής καμπύλης ζήτησης ενέργειας σε αποδεκτές τιμές. Η ομαδοποίηση προσφέρει επιλογές μετακίνησης του φορτίου σε διαφορετικές ώρες για κάποιους καταναλωτές που αποσκοπούν στην μείωση του φορτίου αιχμής της ομαδικής καμπύλης. Για τον διαχειριστή της κάθε ομάδας η επεξεργασία είναι απλούστερη από τον τεράστιο όγκο πληροφοριών που θα είχε η απευθείας επεξεργασία της συνολικής καμπύλης ζήτησης. Ακόμη αν ο διαχωρισμός των καταναλωτών και η διαμόρφωση τους σε ομάδες γίνεται ανάλογα με τον μετασχηματιστή στον οποίο είναι συνδεδεμένοι οι οικιακοί καταναλωτές η εξομάλυνση της ομαδικής καμπύλης ζήτησης σημαίνει και την μη επιβάρυνση του μετασχηματιστή. Τέλος, η ένταξη σε μια ομάδα βελτιστοποίησης της ζήτησης επιφέρει περισσότερα κίνητρα στους καταναλωτές για συλλογική δράση. Η επιτυχία της ομάδας αποφέρει κέρδη σε όλη την ομάδα οπότε η ένταξη στην ομάδα είναι από μόνη της μία ωφέλιμη κίνηση προς την μεριά του καταναλωτή 19

20 2.5 Εκπαίδευση των καταναλωτών Ένα επιτυχημένο πρόγραμμα απόκρισης ζήτησης βασίζεται κατά ένα μεγάλο ποσοστό του στην εκπαίδευση των καταναλωτών. Τα διαφορετικά προγράμματα απόκρισης ζήτησης και τα πλεονεκτήματα που αυτά προσφέρουν πρέπει να είναι γνωστά σε κάθε ενδεχόμενο καταναλωτή προκειμένου να αποφασιστεί από τον ίδιο το πρόγραμμα το οποίο ταιριάζει στην καταναλωτική του συμπεριφορά και στο οποίο δέχεται να συμμετέχει. Η ενημέρωση για τον τρόπο λειτουργίας ενός προγράμματος, τον λόγο ύπαρξης, τον στόχο και τα οφέλη που αυτό προσφέρει ως προς το περιβάλλον, την κοινωνία και τον ίδιο τον καταναλωτή είναι κίνητρα για την ένταξη ενός πολίτη στο πρόγραμμα αλλά και συναισθηματική παρότρυνση των πολιτών για την προσπάθεια επιτυχίας του προγράμματος. Όλα αυτά αποτελούν πρόσθετα κίνητρα για τους ενδεχόμενους συμμετέχοντες στο πρόγραμμα αλλά επιπλέον προσδίδουν και την απαραίτητη γνώση για την σωστή λειτουργία του προγράμματος αλλά και για πιο συνετή χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας. Σύμφωνα με τα παραπάνω συνίσταται πριν από την συμμετοχή σε ένα πρόγραμμα απόκρισης ζήτησης να ενημερώνεται ο καταναλωτής από τον εκάστοτε υπεύθυνο για τον συνολικό στόχο και την σκοπιμότητα του προγράμματος, τα ατομικά αλλά και τα ομαδικά οφέλη ένταξης σε αυτό αλλά και τον σωστό τρόπο λειτουργίας και καταναλωτικής συμπεριφοράς μέσα στο πρόγραμμα προκειμένου να αυξηθούν τα ατομικά οφέλη του καταναλωτή. Μια βασική παρατήρηση είναι πως οι καταναλωτές της σημερινής εποχής δεν θεωρούν την ηλεκτρική ενέργεια σαν κάποιο αγαθό, αλλά σαν ένα δεδομένο προϊόν. Για παράδειγμα, το να μαγειρέψει κανείς φαγητό για μεσημεριανό, να διαβάσει ένα βιβλίο το βράδυ, να κάνει κάποιες δουλειές με τον υπολογιστή, προϋποθέτουν τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας. Η εκπαίδευση των καταναλωτών θα πρέπει να έχει σαν κύριο άξονά της τη συγκεκριμένη οπτική, για να μπορεί ο καταναλωτής να κατανέμει καλύτερα τις δουλειές του μέσα στη μέρα έχοντας υπόψη και την επάρκεια αλλά και τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας. Μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος του προγράμματος Απόκρισης Ζήτησης είναι η εγκατάσταση οθονών (in-house displays) που μπορούν να δείχνουν διάφορες χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με την κατανάλωση της ενέργειας. Ένας ακόμη τρόπος εμφάνισης τέτοιων αποτελεσμάτων στους καταναλωτές είναι και με τη μορφή τιμολογίου κάθε μήνα (ή κάθε 15 μέρες). Έχει αποδειχτεί, από διάφορα πιλοτικά προγράμματα, πως η χρήση είτε των in-house displays ή των τιμολογίων, σε συνδυασμό με την εκπαίδευση των καταναλωτών, όσον αφορά αυτές τις μεθόδους (τι πληροφορίες δίνει η κάθε μία), όπως επίσης και τις οπτικές που ειπώθηκαν παραπάνω, δίνουν τα καλύτερα αποτελέσματα από οποιαδήποτε άλλη μέθοδο. 20

21 3. Αλγόριθμος Στη παρούσα διπλωματική θα παρουσιασθεί η υλοποίηση ενός αλγορίθμου που στοχεύει στη βελτιστοποίηση της Ζήτησης Ισχύος μιας κοινωνικής ομάδας καταναλωτών, η οποία θα γίνει αξιοποιώντας τη δυναμική της ομάδας για την εξάλειψη των αιχμών από τη Συνολική Καμπύλη Ενέργειας, παρά την μεμονωμένη βελτίωση της ατομικής Καμπύλης του κάθε καταναλωτή ξεχωριστά. Η πραγματοποίηση αυτού του αλγορίθμου έχει κάποιες προϋποθέσεις οι οποίες αναφέρονται στη συνέχεια. Σε ένα πρώτο επίπεδο θεωρείται πως είναι διαθέσιμος ο τεχνολογικός εξοπλισμός που παρουσιάζεται παρακάτω και χρησιμοποιείται. Έπειτα προϋποθέτεται η ύπαρξη ενός κυμαινόμενου προγράμματος τιμολόγησης, όπως κάποιο από αυτά που ήδη εξετάστηκαν. Επιπρόσθετα, θεωρείται αναγκαία η ύπαρξη δυνατότητας επιτήρησης της ζήτησης καταναλωτών, καθώς επίσης και η δυνατότητα πρόβλεψης του βραχυπρόθεσμου μελλοντικού φορτίου, είτε μεμονωμένα είτε σε ομάδες. Ο συγκεκριμένος αλγόριθμος αποτελείται από δύο κύρια μέρη: τη «Μεταφορά των Αυτομάτων Φορτίων» και τη «Μεταφορά των Μη-Αυτομάτων Φορτίων». Το πρώτο μέρος ασχολείται κυρίως με την μετακίνηση συγκεκριμένων φορτίων, των «αυτομάτων». Τα τελευταία έχουν επιλεγεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί ο Διαχειριστής του Προγράμματος να μετακινεί τη λειτουργία τους μέσα στη μέρα χωρίς την έγκριση του Καταναλωτή. Έτσι, ο Διαχειριστής του προγράμματος παρακολουθεί την προβλεπόμενη Καμπύλη Ζήτησης της επόμενης μέρας, επιλέγει συγκεκριμένους καταναλωτές και μετακινεί κάποια από τα «αυτόματα» φορτία αυτών των καταναλωτών με σκοπό την ομαλοποίηση της καμπύλης. Αφού προηγηθεί το πρώτο μέρος, τότε ο Διαχειριστής του προγράμματος παρακολουθεί την νέα καμπύλη ζήτησης για να δει αν έχει ομαλοποιηθεί ή υπάρχουν ακόμα αιχμές. Αν ισχύει το πρώτο, τότε ο αλγόριθμος τελειώνει και αποστέλλονται στους καταναλωτές οι αλλαγές που έχουν γίνει μέσα στη μέρα τους. Αν ισχύει το δεύτερο, τότε ο Διαχειριστής προχωράει στο δεύτερο μέρος, τη «Μεταφορά των Μη-Αυτομάτων Φορτίων». Στο δεύτερο μέρος αποστέλλεται μια αίτηση, σε συγκεκριμένους καταναλωτές, την οποία συμπληρώνουν. Στην αίτηση επιλέγουν αν μπορούν να μετακινήσουν κάποιο από τα φορτία τους σε χρονικές στιγμές που η συνολική κατανάλωση ενέργειας είναι μικρή. Έπειτα ο Διαχειριστής μέσω του αλγορίθμου, μετακινεί τα φορτία των καταναλωτών που απάντησαν «ναι» στην αίτηση και παρατηρεί εάν η καμπύλη ζήτησης ομαλοποιήθηκε. Αν όχι, τότε αποστέλλονται μηνύματα σε κάποιους από τους 21

22 καταναλωτές που δεν απάντησαν τίποτα στην αίτηση, για μετακίνηση κάποιων φορτίων σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές κοντά στην αιχμή όπου η ζήτησης ισχύος ήταν μικρή. Έχει δημιουργηθεί κι ένας ακόμη αλγόριθμος, που παρουσιάζεται στο παράρτημα, ο οποίος είναι μια διαφορετική μορφή της «Μεταφοράς Μη-Αυτόματων Φορτίων». Στον αλγόριθμο αυτό προτείνεται μια προοπτική του προγράμματος να αποστέλλεται μια αίτηση στους καταναλωτές, η οποία θα τους προτείνει να απαντήσουν ποια φορτία θέλουν να μεταφέρουν και σε ποιες συγκεκριμένες χρονικές ζώνες (ή ομάδες χρονικών ζωνών). Έπειτα συλλέγονται οι απαντήσεις και υλοποιείται η υπόδειξη μετακίνησης των φορτίων των καταναλωτών που έχουν απαντήσει στην αίτηση. Αν δεν παρουσιαστεί μείωση των αιχμών της συνολικής καμπύλης ζήτησης, τότε ο Διαχειριστής του προγράμματος, αποστέλλει μήνυμα στους καταναλωτές που δεν απάντησαν, να μετακινήσουν κάποια από τα φορτία τους σε συγκεκριμένες χρονικές ζώνες που θα ωφελήσει στην εξομάλυνση της καμπύλης ζήτησης ισχύος. Μια ομάδα καταναλωτών αποτελείται από 1 έως C Καταναλωτές. Η επιλογή της ομάδας αυτής μπορεί να εμπεριέχει διάφορους παράγοντες: δημογραφικούς, τοπικούς, επαγγελματικούς, κ.α. Αυτή η επιλογή είναι στη δικαιοδοσία της εκάστοτε Εταιρείας που χρησιμοποιεί τον αλγόριθμο. Κάθε καταναλωτής και μέλος της ομάδας, που εμπλέκεται στο συγκεκριμένο πρόγραμμα, έχει κάποιες υποχρεώσεις. Μια, εξ αυτών, είναι η συμβολή του στην ομαλοποίηση της συνολικής καμπύλης ζήτησης σε ημερήσια βάση. Στον συγκεκριμένο αλγόριθμο, ένας καταναλωτής δεν χρειάζεται να παρακολουθεί κάθε χρονική στιγμή την ενεργειακή του κατανάλωση για να μην υπερβεί κάποιο συγκεκριμένο όριο, παρά μόνο να προσπαθεί να μην είναι ιδιαίτερα ενεργοβόρος σε χρονικές ζώνες αιχμής. Αν είναι, τότε ίσως υπάρξουν κάποιες μετακινήσεις των αυτομάτων φορτίων του. Αν η συνολική καμπύλη δεν ομαλοποιηθεί μετά από αυτή τη μετακίνηση, τότε ο Καταναλωτής μπορεί να «βοηθήσει», συμπληρώνοντας την αίτηση για μετακίνηση «μη-αυτομάτων φορτίων» που του στέλνει ο Διαχειριστής του προγράμματος. Αν δεν συμπληρώσει την αίτηση, τότε υπάρχει περίπτωση να αποσταλούν μηνύματα στον συγκεκριμένο καταναλωτή για αλλαγές σε κάποια από τα φορτία του. Αν, εν τέλει, ο καταναλωτής δεν συμμορφωθεί με αυτές τις αλλαγές, τότε ίσως υπάρξουν ποινές στην κοστολόγηση της ενέργειάς του, σύμφωνα πάντα με το συμβόλαιο που έχει υπογράψει κατά την ένταξή του στο αντίστοιχο πρόγραμμα. 22

23 3.1 Προαπαιτούμενος τεχνολογικός εξοπλισμός Κάθε ομάδα καταναλωτών είναι απαραίτητο να διαθέτει ένα σύνολο προηγμένου τεχνολογικού εξοπλισμού προκειμένου να τεθεί σε λειτουργία το πρόγραμμα και να επιτευχθεί ο τελικός στόχος της ομάδας, δηλαδή η ομαλοποίηση της ομαδικής καμπύλης ζήτησης. Κατά την διάρκεια λειτουργίας του προγράμματος σε μία κοινωνική ομάδα καταναλωτών απαιτείται λογισμικό πρόβλεψης της καμπύλης ζήτησης, μέτρηση της ατομικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, αναγνώριση συνδεδεμένων φορτίων, λογισμικό προσομοίωσης μεταβολών στην καμπύλη ζήτησης, απομακρυσμένος έλεγχος ηλεκτρικών φορτίων και επικοινωνία διαχειριστή και καταναλωτών. Προκειμένου να επιτευχθούν οι προαναφερθείσες λειτουργίες θα πρέπει στον προαπαιτούμενο τεχνολογικό εξοπλισμό ο οποίος αποτελείται από συσκευές και λογισμικό να συμπεριλαμβάνονται τα εξής: Ψηφιακοί μετρητές Ευφυές λογισμικό Βάσεις δεδομένων Συσκευές ελέγχου και επιτήρησης μεμονωμένων φορτίων Λοιπός βοηθητικός εξοπλισμός Ψηφιακοί μετρητές Ο όρος ψηφιακός μετρητής ή συμφώνα με την ακριβής μετάφραση της ξένης ορολογίας έξυπνος μετρητής αναφέρεται σε έναν τύπο προηγμένου ηλεκτρικού μετρητή ο οποίος καταγράφει την κατανάλωση με μεγαλύτερη ακρίβεια και λεπτομέρεια σε σχέση με έναν συμβατικό ηλεκτρομηχανικό μετρητή. Σχήμα 3.1.1: Ψηφιακός Μετρητής 23

24 Σε πολλές χώρες ανά τον κόσμο οι εταιρίες παροχής ηλεκτρικής ενέργειας έχουν αρχίσει να αντικαθιστούν τους συμβατικούς αναλογικούς μετρητές με ψηφιακούς ώστε να είναι δυνατή η λήψη και επεξεργασία των αναλυτικότερων και ακριβέστερων μετρήσεων που μας παρέχει αυτός ο τύπος μετρητή. Αυτές οι αναλυτικότερες μετρήσεις είναι στην ουσία το ποσό της ενέργειας που καταναλώνεται σε πραγματικό χρόνο, το κόστος της ενέργειας και άλλα στοιχεία όπως η ζήτηση ενεργής και άεργης ισχύος. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα αυτών των μετρητών έναντι των συμβατικών είναι ότι η δειγματοληψία της κατανάλωσης γίνεται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Το ισχυρότερο πλεονέκτημα των έξυπνων μετρητών έναντι των συμβατικών οι οποίοι μετρούσαν αποκλειστικά και μόνο ενέργεια είναι η μέτρηση ισχύος με αποτέλεσμα την ακρίβεια της κατανάλωσης και συνεπώς και των λογαριασμών. Επιπλέον διαθέτουν σύστημα διαφορετικής τιμολόγησης της κιλοβατώρας ανάλογα με το χρονικό διάστημα στο οποίο καταναλώνεται η ενέργεια αυτή. Διαθέτουν επίσης το πλεονέκτημα της αποθήκευσης δεδομένων αλλά και την παρουσίαση τους μέσω υπολογιστή ή οποιουδήποτε άλλου μέσου στον χρήστη Ευφυές λογισμικό Το ευφυές λογισμικό έχει ως στόχο την συλλογή δεδομένων και την επεξεργασία τους με αποτέλεσμα την εντολή ή και εκτέλεση κάποιων λειτουργιών. Ευφυή λογισμικά είναι εγκατεστημένα στους υπολογιστές των καταναλωτών αλλά και του διαχειριστή της ομάδας. Τα ευφυή λογισμικά έχουν την δυνατότητα αμφίδρομης επικοινωνίας, δηλαδή στέλνουν και λαμβάνουν συνεχώς πληροφορίες. Η επικοινωνία είναι δυνατή μεταξύ των καταναλωτών, καθώς επίσης και μεταξύ του διαχειριστή και των καταναλωτών. Τα ευφυή λογισμικά είναι επίσης συνδεδεμένα για την ροή πληροφοριών με τους έξυπνους μετρητές αλλά και με άλλες περιφερειακές συσκευές, συλλέγουν και επεξεργάζονται πληροφορίες σχετικά με την ενεργειακή κατανάλωση των χρηστών, την προσφορά του κάθε καταναλωτή στην επίτευξη του συνολικού στόχου, τις χρεώσεις της ενέργειας, εκκλήσεις της ΔΕΗ για μεταβολή φορτίου. Εκτελούν κώδικα σύμφωνα με το οποίο μπορούν να παράγουν εντολές για μετακίνηση ή αυξομείωση φορτίου, να εκτελούν εντολές ή λειτουργίες όπως η απομακρυσμένη αυτόματη διακοπή φορτίου, να συνδυάζουν πληροφορίες και να θέτουν στόχους και προτεραιότητες. 24

25 3.1.3 Συσκευές ελέγχου και επιτήρησης μεμονωμένων φορτίων Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος της ομαλοποίησης της καμπύλης απαιτείται εκτός των πληροφοριών για την ενεργειακή κατανάλωση συγκεκριμένων φορτίων και η μεταβολή, διακοπή ή ενεργοποίηση κάποιων φορτίων. Για τον σκοπό αυτό είναι απαραίτητα ορισμένα εξαρτήματα που συμπεριλαμβάνουν τα εξής : Ειδικό εξοπλισμό που τοποθετείται πάνω σε συγκεκριμένες συσκευές με την δυνατότητα μεταβολής της λειτουργίας σύμφωνα με εντολές που δέχονται από ένα ευφυές λογισμικό. Μικροαυτόματους που ελέγχουν ανάλογα ένα κύκλωμα και έχουν τη δυνατότητα ανταλλαγής πληροφοριών. Έναν επιτηρητή φορτίου που να είναι σε θέση να αναγνωρίζει και να προσδιορίζει επακριβώς τη λειτουργία κάθε φορτίου. 3.2 Πρόβλεψη καμπύλης ζήτησης Η πρόβλεψη της καμπύλης ζήτησης έχει αναδειχθεί πλέον σε σημαντικό παράγοντα της εύρυθμης λειτουργίας του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Οι πλειάδα των συσκευών που έχουν διεισδύσει στην καθημερινότητα του ανθρώπου αλλά και οι συνεχώς αυξανόμενες ανάγκες των καταναλωτών οδηγούν το σύστημα σε αυξανόμενη παραγωγή ή αγορά ηλεκτρικής ενέργειας. Η πρόβλεψη της ζήτησης επιτρέπει στους πάροχους ενέργειας να κάνουν οικονομικότερους χειρισμούς στα πλαίσια του μακροπρόθεσμου επενδυτικού τους προγραμματισμού. Προς αυτό το σκοπό έχουν δημιουργηθεί μέχρι σήμερα αρκετοί αλγόριθμοι πρόβλεψης της καμπύλης ζήτησης, ενδεικτικά αναφέρονται παρακάτω κάποιες βασικές μεθοδολογίες που έχουν χρησιμοποιηθεί προς αυτό το σκοπό. Το 1994 ο καθηγητής Alfonso Capasso μετά από παρακολούθηση των ενεργειακών συνηθειών των κατοίκων μιας περιοχής κατασκεύασε ένα μοντέλο πρόβλεψης της συνολικής καμπύλης ζήτησης συνδυάζοντας τα κοινωνικά/οικονομικά/δημογραφικά χαρακτηριστικά της περιοχής και το καταναλωτικό προφίλ του κάθε χρήστη. Στην μεθοδολογία λήφθηκαν υπόψη οι διαθέσιμες συσκευές αλλά και η καθημερινή συμπεριφορά των χρηστών σε σχέση με σωματικούς και ψυχολογικούς παράγοντες οι οποίοι οδήγησαν σε ένα αρκετά ακριβές μοντέλο. 25

26 Στη δημοσίευση A model for generating household electricity load profiles [6] του πανεπιστημίου Helsinki university of Technology της Φιλανδίας έγινε η προσπάθεια για τη δημιουργία ενός προφίλ της ηλεκτρικής κατανάλωσης σε οικιακούς καταναλωτές. Το συγκεκριμένο μοντέλο βασίστηκε στο συμψηφισμό όλων των μεμονωμένων φορτίων ενός καταναλωτή και στη συνέχεια όλων των φορτίων. Για την πρόβλεψη της καμπύλης ζήτησης χρησιμοποιήθηκαν στοχαστικές διαδικασίες και κατανομές πιθανότητας σε σχέση με την πρόθεση των καταναλωτών να λειτουργήσουν κάποια συγκεκριμένα φορτία κατά την διάρκεια της ημέρας λαμβάνοντας υπόψη εξωτερικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία, οι ώρες ηλιοφάνειας και η εποχή του έτους. Προβλέποντας την λειτουργία κάθε συσκευής κατασκευάστηκε το μοντέλο ενός καταναλωτή και η σύνθεση όλων των καταναλωτών κατέληγε στην ζητούμενη συνολική καμπύλη ζήτησης. Η παρούσα διπλωματική στοχεύει στην βελτιστοποίηση της ζήτησης μιας συγκεκριμένης ομάδας καταναλωτών της οποίας οι προβλεπόμενες ατομικές καμπύλες ζήτησης είναι δεδομένες. Συγκεκριμένα από τα παραπάνω μοντέλα που αναφέρθηκαν δεν απορρέουν μόνο οι ατομικές καμπύλες ζήτησης αλλά και η χρήση της κάθε συσκευής, πράγμα το οποίο είναι επίσης απαραίτητο για την λειτουργία του αλγορίθμου που αναλύεται παρακάτω. Ωστόσο η επιλογή ενός συγκεκριμένου μοντέλου για την πρόβλεψη της καμπύλης ζήτησης και την εξαγωγή των δεδομένων ξεφεύγει από τα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής και γι αυτό αναφέρονται παραπάνω όσο πιο επιγραμματικά γίνεται κάποια από τα μοντέλα που έχουν δημοσιοποιηθεί. 26

27 3.3 Διαγράμματα Ροής Παρακάτω παρουσιάζεται με διαγράμματα ροής ο αλγόριθμος που αναπτύχθηκε με στόχο την εξομάλυνση της καμπύλης μιας κοινωνικής ομάδας καταναλωτών. Σαν προαπαιτούμενα δεδομένα προκειμένου να υλοποιηθεί ο αλγόριθμος θεωρούνται εκτός από τον εξοπλισμό, ο οποίος αναλύθηκε παραπάνω, και η πρόβλεψη των καμπυλών ζήτησης ισχύος και η καταναλωτική συμπεριφορά των καταναλωτών των οποίων συμμετέχουν στο πρόγραμμα. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής θεωρήθηκαν δειγματοληπτικές μετρήσεις της προβλεπόμενης καμπύλης ανά δεκαπεντάλεπτο, δηλαδή συνολικά 96 σημεία της καμπύλης ζήτησης ισχύος. Παρακάτω αναλύονται με περισσότερη σαφήνεια όλα τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν σαν δεδομένα για την υλοποίηση του αλγορίθμου. Δεδομένα προγράμματος : προβλεπόμενη κατανάλωση ισχύος/χρήση φορτίων Προβλεπόμενες ατομικές καμπύλες ζήτησης ισχύος των καταναλωτών οι οποίοι συμμετέχουν στο πρόγραμμα Πρόβλεψη συνολικής καμπύλης. Προβλεπόμενα ενεργά φορτία για κάθε καταναλωτή σε κάθε χρονική στιγμή. Καταχωρημένα σε πίνακα ποια φορτία για κάθε καταναλωτή είναι ορισμένα ως αυτόματα. Ισχύς ( Watt ) του κάθε φορτίου. (Θεωρούμε μια ισοδύναμη τιμή ισχύος για κάθε φορτίο) 27

28 Στο πρώτο διάγραμμα που δίνεται παρακάτω φαίνεται η γενική εικόνα και λειτουργία του αλγορίθμου που θα παρουσιαστεί. Το κάθε κομμάτι του πρώτου διαγράμματος ροής αναλύεται παρακάτω σε άλλα διαγράμματα ροής με σκοπό να γίνει αντιληπτή η λειτουργία του αλγορίθμου από τους αναγνώστες. Διάγραμμα 3-1: Γενικό Διάγραμμα Παρουσίασης Αλγορίθμου 28

29 Στο δεύτερο διάγραμμα αναλύεται η εισαγωγή και επεξεργασία διάφορων μεταβλητών και πινάκων που θα χρησιμοποιηθούν κατά κόρον στον αλγόριθμο. Διάγραμμα 3-2: Εισαγωγή και Επεξεργασία Δεδομένων του Αλγορίθμου 29

30 Στο τρίτο διάγραμμα παρουσιάζεται η διαδικασία εύρεσης αιχμών. Όπως αναλύθηκε στο διάγραμμα 3-2 η συνολική καμπύλη ζήτησης ισχύος χωρίζεται σε 96 χρονικές ζώνες με σκοπό την εύκολη επεξεργασία της. Στο παρακάτω διάγραμμα παρουσιάζεται επίσης η ένταξη και ταξινόμηση αυτών των χρονικών ζωνών αιχμής σε πίνακα με σκοπό την μεταφορά φορτίων από τις αυτές τις χρονικές ζώνες σε ζώνες μικρότερης ισχύος. Διάγραμμα 3-3: Εύρεση αιχμής 30

31 Στο τέταρτο διάγραμμα παρουσιάζουμε τον γενικό αλγόριθμο που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά των «αυτόματων» φορτίων («Αυτόματα» ονομάζονται τα φορτία που έχει δώσει τη δικαιοδοσία ο χρήστης του αλγορίθμου να μπορούν να μεταφερθούν κατά τη διάρκεια της μέρας). Διάγραμμα 3-4: Μεταφορά αυτόματων φορτίων 31

32 Στο επόμενο και τελευταίο διάγραμμα απεικονίζεται ο αλγόριθμος σύμφωνα με τον οποίο στέλνονται προτάσεις στους καταναλωτές για μεταφορά των μη αυτόματων φορτίων τους σε χρονικές ζώνες που δεν υπάρχει αιχμή. Διάγραμμα 3-5: Μεταφορά μη αυτόματων φορτίων 32

33 3.4 Αλγόριθμος Μεταφορά αυτόματων φορτίων «Αυτόματα» θεωρούνται τα φορτία, τα οποία ο καταναλωτής έχει δώσει τη δικαιοδοσία στον Διαχειριστή του Συστήματος να μπορεί να τα μεταφέρει αυτόματα κατά πως είναι απαραίτητο για την εξομάλυνση της συνολικής καμπύλης ζήτησης. Λειτουργία Αλγορίθμου Σαν προαπαιτούμενα δεδομένα προκειμένου να υλοποιηθεί ο αλγόριθμος, όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, ο εξοπλισμός και η πρόβλεψη των καμπυλών ζήτησης ισχύος. 1. Αρχικά διαχωρίστηκαν οι καμπύλες ζήτησης ισχύος (ατομικές και συνολική) σε 96 χρονικές ζώνες (χ άξονας) και 3 ζώνες ισχύος (y άξονας), όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: Σχήμα 3.3.1: Όρια ζωνών ισχύος 2. Έπειτα εντοπίζονται οι καταναλωτές που ήταν ενεργοβόροι κατά τη διάρκεια των χρονικών ζωνών αιχμής και ταξινομούνται με στόχο την μετακίνηση πρώτα των φορτίων των πιο ενεργοβόρων καταναλωτών. Η έννοια «ενεργοβόρος καταναλωτής» εκφράζει τη σύγκριση των ατομικών ενεργειακών καταναλώσεων σε απόλυτες τιμές. Για παράδειγμα, δεν παίρνονται υπόψη οι διαστάσεις των σπιτιών των καταναλωτών. Αυτή η «απλούστευση» θα μπορεί να αλλάξει μέσα στον αλγόριθμο αν υπάρχουν περισσότερα δεδομένα. 3. Υλοποιείται ο αλγόριθμος μεταφοράς των αυτόματων φορτίων. Τα αυτόματα φορτία (δηλαδή τα φορτία που έχουν επιλέξει οι καταναλωτές να θεωρούνται «αυτόματα») των ενεργοβόρων καταναλωτών, που ήταν ενεργά στις χρονικές ζώνες αιχμής μεταφέρονται σε χρονικές ζώνες κοιλάδας της συνολικής καμπύλης. Για να μεταφερθεί ένα αυτόματο φορτίο ενός ενεργοβόρου καταναλωτή, θα 33