Analyse, Identifikation und Prognose preisbeeinflusster elektrischer Lastzeitreihen

Klaiber, Stefan GND

Durch die Beeinflussung der Lastzeitreihe mittels Anreiz- bzw. Preiszeitreihen (Demand Side Management) können zusätzliche Flexibilitätspotenziale für den Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch im elektrischen Energiesystem erschlossen werden. Allerdings werden dadurch die bisher unbeeinflussten Verbrauchsmuster verändert. Damit einhergehend ist eine steigende Unsicherheit bei der Verbrauchsprognose zu beobachten, was die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit auch belegen. Für eine sichere Versorgung und Planbarkeit muss zukünftig auch derart beeinflusstes Verbrauchsverhalten mit höchster Qualität prognostizierbar sein. Die vorliegende Dissertation leistet einen Beitrag zur Analyse und Vorhersage von Lastzeitreihen unter Berücksichtigung preisbasierter Verbrauchsbeeinflussung. Ziel war die Entwicklung eines Gesamtkonzepts für die Analyse, den Entwurf und die Vorhersage von beeinflusstem Verbrauchsverhalten. Die entwickelte neuartige Prognosemethode weist gegenüber etablierten Methoden der Lastprognose neben einer erheblich verbesserten Vorhersagequalität einen weiteren signifikanten Vorteil auf. Mit der Prognosemethode ist es auf Grundlage historischer Daten beeinflusster Verbraucher oder Verbrauchergruppen möglich, neben der Prognose von beeinflusstem Verbrauchsverhalten auch auf das unbeeinflusste Verbrauchsverhalten zu schließen und dieses vorherzusagen. Die Prognose und die damit vollzogene Dekomposition der beeinflussten Verbrauchskurve in den beeinflussten und unbeeinflussten Anteil ist der Ausgangspunkt für die Planung und Preisbildung im Rahmen von Demand Response. Denn nur auf der Grundlage des zu erwartenden Verbrauchs ohne den Preiseinfluss kann abgeschätzt werden, zu welchem Zeitpunkt und mit welchem Ausmaß die Verbraucher mit Hilfe eines zu setzenden Preises zu beeinflussen sind. Die Entwicklung der neuartigen Prognosemethode stützt sich auf einen umfangreich recherchierten und aufbereiteten Stand des Wissens, der systemtechnisch aufgearbeiteten Problemstellung beim Zusammenspiel von Planung, Preisbildung, Verbrauchern und der Prognose sowie der Analyse der Charakteristik von preisbeeinflusstem Verbrauchsverhalten.

Influencing of consumption behaviour of consumers by means of incentive or price time series (demand side management) can open up additional flexibility potentials for balancing generation and consumption in an electric energy system. Consumption patterns of previously uninfluenced consumers are, however, changed by this influence and the uncertainty in consumption forecast increases. A reliable supply and predictability in the future requires a sufficiently good forecast quality of consumption behaviour influenced in this way. This present dissertation is intended to contribute to the forecast of price-influenced load time series. The aim was to develop an overall concept for the analysis, design and forecast of influenced consumption behaviour. The newly developed forecasting method has significant advantages over established load forecasting methods. On the one hand, it shows a significantly improved forecasting quality. On the other hand, the forecast method makes it possible, on the basis of historical data from influenced consumers or consumer groups, to conclude and forecast not only the influenced consumption behaviour but also the uninfluenced consumption behaviour. The forecast and the resulting decomposition of the influenced consumption curve into the influenced and uninfluenced component is the sensible starting point for planning and pricing in the context of demand response. To estimate the schedule and the extent of the influence is only possible based on the forecasted uninfluenced consumer behaviour. The development of the new forecasting method is based on an extensively researched and refurbished state of knowledge, the problem definition in the interplay of planning, pricing, consumers and forecasting and the analysis of the characteristics of price-influenced consumption behaviour.

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