Future Electricity Network Management : Effects and Possibilities of Local Markets and Electric Vehicles

Väitöskirjassa kehitetään uusia mahdollisia ratkaisuja tulevaisuuden sähkönjakeluverkkojen hallintaan keskittyen erityisesti laajamittaisen sähköautojen integroinnin, virtuaalivoimalaitosten ja paikallisten markkinaratkaisuiden hyödyntämismahdollisuuksiin. Työssä tarkastellaan jakeluverkon toimijoiden välisiä vuorovaikutuksia ja ehdotetaan kaksitasoisen Stackelbergin peliteoriaan perustuvan optimointistrategian hyödyntämistä jakeluverkkojen hallinnassa. Kyseisessä strategiassa jakelu-verkonhaltijan on mahdollista epäsuorasti säädellä virtuaalivoimalaitosten toimintaa pätö- ja loistehon hinnoittelun avulla. Lisäksi väitöskirjassa ehdotetaan kompleksisuutta vähentävää ns. virtuaaliakkua sekä kustannustehokasta laturien jakamis-menetelmää sähköautojen pysäköintialueille. Sähköautojen laajamittainen yleistyminen ja lataaminen saattaa aiheuttaa ns. pullonkaulatilanteita jakeluverkoissa kasvavissa määrin tulevaisuudessa. Tämä tarkoittaa sitä että tietyillä ajanhetkillä sähköjohtojen ja muuntajien olemassa oleva siirtokapasiteetti ei välttämättä riitä ilman joustoja. Työssä tarkasteltujen paikallisten pätö- ja loistehopohjaisten joustomarkkinoiden avulla onkin mahdollista parantaa sähköjärjestelmän ja jakeluverkkojen kokonaistehokkuutta sekä jakeluverkkojen kykyä integroida enemmän vaihtelevaa uusiutuvaa energiantuotantoa sekä sähköautoja esimerkiksi erilaisten hallinta- ja ohjausstrategioiden avulla. Väitöskirjassa ehdotetun virtuaaliakkumallin todettiin kuvaavan onnistuneesti sähköautojen pysäköintialueen kokonaislatausprofiilia samalla yksinkertaistaen ja nopeuttaen laskentaa. Lisäksi ehdotetun sähköautojen pysäköintialueiden latausasemien jakamismenetelmän avulla on mahdollista tehokkaammin palvella useampia sähköajoneuvoja pienemmällä latausasemien määrällä mikä taasen pienentää kokonaisinvestointikustannuksia.