Forecasting solar power generation in energy markets

Abstract

Ο στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να προτείνει ένα απλό αλλά ισχυρό μοντέλο το οποίο θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη της παραγόμενης ηλιακής ενέργειας στα πλαίσια των αγορών ενέργειας. Χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα και ιστορικά δεδομένα ηλιακής ενέργειας από 1/1/2018 έως και 31/12/2021, ένα Νευρωνικό Δίκτυο εκπαιδεύτηκε για να δημιουργεί επαναλαμβανόμενες ημερήσιες προβλέψεις ενός βήματος προς το μέλλον σχετικά με την ηλιακή ενέργεια που θα παραχθεί από ένα φωτοβολταϊκό πάρκο. Για να αξιολογηθεί το μοντέλο, η ακρίβεια των προβλέψεων του Νευρωνικού Δικτύου συγκρίνεται με προβλέψεις που προκύπτουν από ένα μοντέλο τυχαίου περιπάτου, ένα μοντέλου κινητού μέσου όρου και ένα μοντέλο πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης. Το Νευρωνικό Δίκτυο παρουσιάζει μεγαλύτερη ακρίβεια σε σχέση με το μοντέλο τυχαίου περιπάτου και το μοντέλο κινητού μέσου όρου και παρόμοια ακρίβεια σε σχέση με το μοντέλο γραμμικής παλινδρόμησης. Έπειτα, η ακρίβεια των μοντέλων αξιολογείται σε διαφορετικά πλαίσια αγορών ενέργειας. Τα μοντέλα αξιολογούνται ανάλογα με το εισόδημα που δημιουργούν για τους παραγωγούς ενέργειας βασιζόμενα στην ενέργεια η οποία δεσμεύεται στην Αγορά Επόμενης Μέρας και στα κόστη Εξισορρόπησης της Αγοράς Εξισορρόπησης. Παρατηρείται πως σε ένα πλαίσιο αγοράς με μία Τιμή Εξισορρόπησης, όπως η ελληνική αγορά ενέργειας, ένα λιγότερο ακριβές μοντέλο μπορεί να οδηγήσει σε μεγαλύτερα εισοδήματα για τους παραγωγούς, υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Ωστόσο, όταν τα μοντέλα εξετάζονται σε ένα πλαίσιο αγοράς με δύο Τιμές Εξισορρόπησης, είναι εμφανές πως τα πιο ακριβή προβλεπτικά μοντέλα (στην προκειμένη περίπτωση το Νευρωνικό Δίκτυο και η γραμμική παλινδρόμηση) εξασφαλίζουν υψηλότερα κέρδη (ή χαμηλότερα κόστη εξισορρόπησης) για τους παραγωγούς ηλιακής ενέργειας.