Taso 3 – Ennustava ja monimuuttujainen optimointi käytännössä

Taso 2 hallitsee rajoitteet.

Taso 3 lisää uuden ulottuvuuden:

Ennustamisen.

Taso 2 kysyy:

• Mikä on hinta nyt?
• Mitkä ovat rajoitteeni?
• Miten tasapainotan kuormat?

Taso 3 kysyy:

• Mitä tapahtuu huomenna?
• Miten sää muuttuu?
• Kuinka paljon aurinkoa tulee?
• Milloin kulutuspiikki todennäköisesti syntyy?

Optimointi siirtyy nykyhetkestä tulevaisuuteen.

Mitä monimuuttujaisuus tarkoittaa?

Taso 3 ei optimoi yhtä kuormaa.

Se optimoi järjestelmää kokonaisuutena.

Tyypillisiä muuttujia:

• Sähkön tuntihinta
• Sääennuste
• Ulkolämpötilaennuste
• Aurinkotuotantoennuste
• Rakennuksen lämpötilahistoria
• Käyttöveden kulutusennuste
• Sähköauton lataustarve
• Tehorajat

Taso 1 reagoi yhteen muuttujaan.
Taso 2 reagoi useaan muuttujaan nykyhetkessä.
Taso 3 optimoi useita muuttujia ajassa.

Ennuste muuttaa päätöksenteon logiikan

Otetaan esimerkki.

Huomenna:

• Aamulla kylmenee merkittävästi
• Päivällä aurinko paistaa
• Sähkön hinta on korkea aamulla
• Halpa jakso on yöllä

Taso 2:

• Nostaa lämpöä yöllä maltillisesti
• Tasapainottaa kuormat

Taso 3:

• Huomioi, että päivällä tulee aurinkoa
• Voi jättää osan lämmityksestä aurinkotuotannon varaan
• Ennustaa aamun korkean hinnan ja lämpötilan laskun
• Tasapainottaa kuormaa usean tunnin yli

Se ei katso yksittäistä tuntia.
Se katsoo kokonaisuutta.

Lämpöinertia ennusteessa

Rakennus ei reagoi hetkessä.

Se tarkoittaa:

• Yhden tunnin säätö vaikuttaa useaan tuntiin
• Lämpötilan nosto nyt vaikuttaa aamulla
• Liiallinen nosto voi heikentää COP:ia

Taso 3 käyttää historiaa.

Se tietää:

• Kuinka nopeasti talo jäähtyy
• Kuinka paljon lattialämmitys varastoi
• Kuinka nopeasti käyttövesi kuluu

Optimointi muuttuu mallipohjaiseksi.

Aurinkotuotannon rooli

Kun talossa on aurinkosähköä, uusi kysymys syntyy:

Kannattaako kulutusta siirtää halvalle yölle, jos päivällä tuotetaan itse sähköä?

Taso 1 ei huomioi tätä.

Taso 2 voi huomioida sen yksinkertaisesti.

Taso 3 ennustaa tuotannon määrän.

Se voi:

• Siirtää varaajan lämmitystä päivälle
• Ajoittaa latausta aurinkopiikkiin
• Välttää verkosta ostoa kokonaan

Ennuste mahdollistaa paremman ajoituksen.

Useiden kuormien yhteisoptimointi

Yksi taso 3:n keskeinen piirre on priorisointi.

Kaikki kuormat eivät ole samanarvoisia.

Esimerkiksi:

• Käyttövesi on kriittinen
• Lämpö on tärkeä
• Sähköauton lataus voi olla joustava
• Varaajan lämpötila voi elää enemmän

Taso 3 rakentaa prioriteettirakenteen.

Se ei anna kaikkien kuormien kilpailla samasta halvasta tunnista.

Se jakaa resurssit.

Monimutkaisuus kasvaa

Taso 3 ei ole ilmainen.

Se vaatii:

• Mittausdatan luotettavuutta
• Selkeää arkkitehtuuria
• Testaamista
• Vikatilanteiden hallintaa

Jos mittaus on epäluotettava, ennuste ei toimi.

Jos päätöslogiikka on sekava, järjestelmä muuttuu arvaamattomaksi.

Taso 3 vaatii kurinalaisuutta.

Riskit tasolla 3

1. Ylioptimointi
2. Liiallinen reagointi ennustevirheisiin
3. Liiallinen tekninen riippuvuus
4. Järjestelmän hallinnan menettäminen

Joskus taso 3 voi lisätä stressiä enemmän kuin säästöä.

Siksi siirtyminen ei ole automaattisesti järkevää kaikille.

Milloin taso 3 on perusteltu?

Taso 3 on järkevä, kun:

• Talossa on useita suuria kuormia
• Aurinkotuotanto on merkittävä
• Tehorajat ovat tiukat
• Kulutus vaihtelee voimakkaasti
• Kiinnostus ja osaaminen riittävät

Jos järjestelmä on yksinkertainen, taso 2 voi olla riittävä.

Taso 3 ei tarkoita täydellisyyttä

Tämä on tärkeä ymmärtää.

Ennusteet eivät ole täydellisiä.

Sää muuttuu.
Käyttö muuttuu.
Kulutus vaihtelee.

Taso 3 ei ole täydellistä optimointia.

Se on parempaa päätöksentekoa epävarmuudessa.

Ajattelun muutos

Taso 1: reagointi
Taso 2: tasapainotus
Taso 3: ennakointi

Tämä on evoluutio.

Mutta se ei ole pakollinen kaikille.

Entä seuraava taso?

Taso 3 optimoi omaa järjestelmää.

Taso 4 muuttaa kotitalouden osaksi laajempaa sähköjärjestelmää.

Siellä mukaan tulevat:

• Akustot
• Reservimarkkinat
• Aggregaattorit
• Teho-ohjaus

Mutta ennen kuin siirrytään sinne, on tärkeää ymmärtää:

Taso 3 on jo teknisesti vaativa.

Se vaatii arkkitehtuuria.

Ja seuraavassa artikkelissa siirrytään tasolle 4 –
missä kotitalous ei enää optimoi vain itseään.