Data-gedreven modelleren van energie systemen voor kostenefficiënte balancering

Ons energiesysteem ondergaat een ingrijpende transitie naar een dat meer duurzaam en minder koolstof-intensief is. Dit wordt gekarakteriseerd door verhoogde penetratie van hernieuwbare energiebronnen, hogere energie-efficiëntie en verminderde uitstoot van broeikasgassen. Het project van verhoogde productie door gedecentraliseerde en periodieke generatiebronnen als zon en wind wordt bevorderd door de geplande uitstap uit kernenergie, die momenteel 40% van de geïnstalleerde capaciteit vertegenwoordigt. In deze context wordt het probleem van veilig, betrouwbaar en kostenefficiënt beheer van ons elektriciteitsnetwerk complexer. Het succes van nieuwe beheerstrategieën (gerelateerd aan de energie-transitie) hangt sterk af van de kennis van de toestand van het systeem, dewelke moet worden vergaard door een betere waarneembaarheid van de toestand van transmissienetwerken en productiecapaciteit. Daarom is er een verhoogde belangstelling voor het verzamelen, onderhouden en delen van data omtrent het elektricteitssysteem. Daarbij wordt breder gekeken dan specifieke energiedata alleen door onder meer ook rekening te houden met marktinformatie en weersomstandigheden. In die zin verschijnen enorme datasets in een gemeenschap niet uitgerust is met de vereiste vaardigheid in het omgaan met zulke hoeveelheden heterogene data met hoge resolutie in de dimensie van zowel tijd als ruimte (locatie). Dit leidt tot het ontstaan van een hedendaagse nood voor nieuwe instrumenten en expertise om de onderliggende informatie ten volle te kunnen benutten. In dit doctoraat zullen nieuwe data-gedreven aanpakken ontwikkeld worden om nieuwe methodologieën te voorzien om bovenstaande technische uitdagingen in moderne elektrictiteitssystemen aan te pakken. De focus ligt daarbij ligt op het maken van betrouwbare predictieve en/of beschrijvende modellen gebaseerd op invloedrijke variabelen als, onder meer, prijzen op de elektriciteitsmarkt, capaciteit beschikbaar overheen grenzen en productie van hernieuwbare energiebronnen, zodanig dat adequaat beleid, inzake zowel investeringen als operationele beslissingen, kan gevoerd worden met een veilige energietransitie indachtig. Meer specifiek is het doel van het doctoraat het verbeteren van kostenefficiëntie en betrouwbaarheid van het elektriciteitssysteem door het optimaliseren van het ‘op maat brengen’ van reserves (het bepalen van de benodigde reserves tijdens ieder uur de komende dag(en)), het ‘verstrekken’ van reserves (beschikbaarheid van de benodigde capaciteit garanderen aan de laagste kost) en real-time activatie van de reserves (sturing van de verstrekte reserves). Hiertoe zullen data-gedreven probabilistische voorspellingen van systeem-onbalans, beschikbare capaciteit (in zowel België als het buitenland) en import/export beschikbaarheid voorgesteld worden om op te nemen in de meest recente operationele modellen van het elektricteitssysteem en elektriciteitsmarkten.