اقرأ في هذا المقال
تحليل الطاقة الكهربائية في ظل التسعير الديناميكي للتزويد
تضع أحدث حزمة من التدابير في الاتحاد الأوروبي (EU) للتحول إلى الطاقة النظيفة، “الطاقة النظيفة لجميع الأوروبيين” كذلك المستخدم النهائي في بؤرة الاهتمام من خلال المطالبة، ومن بين أمور أخرى بدمج المزيد من مصادر الطاقة المتجددة (RES) وتمكين السوق للمستهلكين النهائيين، ولتحقيق ذلك؛ فإن هناك حاجة إلى نماذج وأدوات جديدة للمستهلكين النهائيين، وذلك لمنحهم الفرصة لإيجاد نموذج عمل بديل من أجل تقليل فاتورة الكهرباء.
كما أن هذا مهم لأن الدراسة الاستقصائية التي أجريت مؤخراً تشير إلى حدوث زيادة كبيرة في سعر التجزئة للكهرباء على الرغم من تحرير السوق، وعلاوة على ذلك لا تزال العديد من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي تنظم أسعار الكهرباء للمستخدم النهائي ولديها مورد واحد مهيمن، ولتمكين التحول والاستفادة من المرونة في جانب الطلب؛ فإنه من الضروري أن تكون لديك منافسة على مستوى البيع بالتجزئة وأن تقدم مشاركة في السوق من خلال نماذج أعمال مبتكرة.
وفي هذا السياق، ظهرت مجتمعات الطاقة ككيانات جديدة توفر للمستخدمين النهائيين منصات جديدة للاستثمار في الأصول منخفضة الكربون، ولكن أيضاً ككيانات سوق تشغيلية تتمتع بقدرات على تبادل فائض (عجز) الطاقة بين أقرانهم، كما أن هدفهم الرئيسي هو تحفيز المستهلكين على إنتاج واستهلاك الطاقة محلياً وتقليل تكلفة الكهرباء وزيادة الاستهلاك الذاتي للطاقة المتجددة.
لذلك؛ فإن مفهوم مدير المجتمع (CM) يعبر عن كيان سوق جديد يشارك في أسواق الجملة نيابة عن أعضائه، ولكنه أيضاً ينسق تجارة الكهرباء والمعاملات داخل المجتمع، كما تم البحث في الجوانب والفوائد المختلفة لهذا المفهوم، مثل تعديل حمل ساعة الذروة وتقليل خسائر الشبكة الكهربائية والازدحام وتحسين التوازن الذاتي لتمكين تكامل إضافي لـ (RES).
بشكل عام، يقوم (CM) بتحسين الأصول المرنة للمجتمع من أجل تحقيق وضع أفضل في السوق من خلال تحفيز أعضائه على التجارة داخل المجتمع أو مع السوق كلما كان ذلك أكثر ملاءمة، كما يتم تقاسم المدخرات بين أعضاء المجتمع ويتمثل التحدي في إيجاد طريقة لتقاسم التكلفة تكافئ الزملاء بشكل عادل اعتماداً على مساهمتهم في رفاهية المجتمع بأكمله.
كما أن (CM) هي كيان يختلف اختلافاً جوهرياً عن المورد العادي ولا يحقق أي ربح في الواقع، ويعد (CM) بشكل عام منصة لتزويد المستهلكين بخيارات متعددة لتحقيق الدخل من مرونتهم، ولكن أيضاً تعريضهم لمخاطر عدم اليقين التي تحوطها المورد تقليدياً، وهي المسؤولة عن جدولة تشغيل الأجهزة المرنة في مجتمع الطاقة من أجل تحقيق أقل تكلفة للكهرباء للمجتمع بأكمله، كذلك (CM) هي كيان افتراضي يديره ويملكه أعضاء المجتمع، مما يعني أنه في النهاية ويتم تقسيم أي ربح يحققه (CM) بين أعضاء المجتمع.
إمدادات الطاقة الفردية والمجتمعية
المستهلكون اليوم ليسوا مسؤولين عن الكهروضوئية أو التنبؤ بالأحمال ولا يتداولون مباشرة في سوق الكهرباء، وبدلاً من ذلك لديهم عقد موقع مع المورد يوفر لهم أسعاراً ثابتة، والتي يقدمها المورد مع مراعاة تعرضه لشكوك السوق ومحفظته، وذلك جنباً إلى جنب مع تكلفة الطاقة، بحيث يدفع المستهلكون تعريفات الشبكة وتكاليف الموازنة لكل كيلو وات ساعة من الطاقة يتم استهلاكها أو حقنها.
وفي السنوات الأخيرة؛ فإنه تم تخفيض تعريفات التغذية والحوافز لتكامل الطاقة الكهروضوئية للأسر، بحيث يتم تزويد المستهلكين بسعر شراء أعلى مقارنة بالسعر الذي يمكنهم به بيع إنتاجهم الكهروضوئي، وهذا الاختلاف في أسعار البيع والشراء يخلق فرصاً للمستهلكين للانضمام إلى مجتمع الطاقة الذي يمثله مدير مركز، وبالطريقة نفسها.
ونظراً لأن قادة مجموعات التوازن مسؤولون عن انحرافهم، بحيث يواجه (CM) أيضاً موازنة التكاليف للمجتمع بأكمله ويخلق إشارات تحفيزية لتحفيز المستهلكين على الاستفادة الكاملة من مرونتهم، كما يتم تحليل نهجين مختلفين لتشغيل سوق التجزئة ومقارنتهما، وفي الحالة الأولى يتداول كل مستهلك بشكل مستقل مباشرة مع المورد، وذلك دون أي تفاعل مع المستهلكين الآخرين، وفي النهج الثاني ينضم المستهلكون إلى مجتمع الطاقة الذي يمثله رئيس مجلس إدارة مسؤول عن التداول في تبادل الطاقة نيابة عنهم.
التجارة الفردية مع المورد
يوضح الشكل التالي (1) العلاقة بين المورد والمستهلكين الأفراد، لذلك من المفترض أن المستهلكين لا يتنافسون ضد بعضهم البعض أو ضد المورد.
المستهلكون هم كيانات فردية توقع العقد مع مورديهم وفي هذه الحالة لا يمكنهم تبادل الطاقة داخلياً، بحيث يوفر المورد أسعار بيع وشراء (DA) للمستهلكين، بينما يتقاضى مشغل نظام النقل الوطني رسوم الشبكة والموازنة (أسهم رمادية أحادية الاتجاه)، كما تمثل الأسهم السوداء ثنائية الاتجاه تدفقات الطاقة (يشتري المورد الطاقة للمستهلكين، ولكنه يشتري أيضاً الطاقة الزائدة منهم).
مجتمع ونطاق فائض الطاقة
في مجتمع الطاقة، يتبادل المستهلكون فائض الطاقة فيما بينهم، كما يخلق الاختلاف في أسعار البيع والشراء التي يقدمها المورد فرصاً للمستهلكين للاستفادة من الانضمام إلى مجتمع الطاقة، بحيث يتم تمثيلهم بواسطة (CM) الذي يشتري ويبيع الطاقة من المورد ويواجه تكاليف موازنة لانحرافات الملفات الشخصية المعلن عنها للمستهلكين النهائيين.
كذلك يستخدم (CM) نهجاً مركزياً لتحديد سلوك جميع الأجهزة المرنة للمستهلكين في (RT) من أجل تقليل تكلفة الكهرباء للمجتمع بأكمله وبالتالي لكل مستهلك، كما أن المستهلكون داخل المجتمع يتبادلون فائض الكهرباء مع أقرانهم ولا يتفاوضون حول حجم التداول والأسعار، بحيث يمثل السهم الرمادي في الشكل التالي (2) أسعار الشراء والبيع المرسلة من قبل (CM) إلى المستهلكين في وقت لاحق (أي اليوم التالي للتبادل الفعلي للطاقة الكهربائية.
آليات تقاسم التكلفة الاقتصادية
تعد خوارزمية التحسين في هذا النهج خوارزمية مركزية، أي أن (CM) تقوم بجدولة الأجهزة المرنة لأفراد المجتمع لتحقيق تكاليف كهرباء أقل، كما يتم أولاً تقاسم الإنتاج الكهروضوئي الزائد في المجتمع بين أفراد المجتمع ويتم تداول الباقي في تبادل الطاقة المركزي، كما أن الميزة الرئيسية لهذا النهج هي أن المستهلكين النهائيين لا يحتاجون إلى التفاوض بشأن أحجام وأسعار التداول أو جدولة أجهزتهم بشكل فردي.
لذلك يعد (CM) مسؤولاً عن جدولة الأجهزة المرنة ويحسب الأسعار بناءً على صافي الحمل وطرق المشاركة في التكلفة المحددة، بحيث يتم حساب أسعار التداول الداخلي خارج خوارزمية التحسين، في اليوم التالي لتوصيل الطاقة، مما يجعل حل خوارزمية التحسين أمراً بسيطاً ويضمن التقارب الذي سيضمن التكامل الواسع لنهج تقاسم التكلفة هذا.
يتم تقاسم تكلفة شراء الكهرباء لمجتمع الطاقة بين أعضائه بناءً على صافي الحمل في الساعة (t) والسيناريو (s)، بحيث يتم إجراء تخصيص التكلفة عند اكتمال العملية اليومية (أي في بداية اليوم (n)، كما يتم تخصيص التكلفة المتكبدة في اليوم n -1)، لذلك لا تتداخل عملية تقاسم التكلفة مع مشكلة التحسين، مما يجعلها سهلة وسريعة الحل.
