Utilization of AMI-Technology in a Multilayered Demand Response Service Environment

This thesis studied the performance of Advanced metering infrastructure systems in a challenging Demand Response environment. The aim was to find out what kind of challenges and bottlenecks could be met when utilizing AMI-systems in challenging Demand Response tasks. To find out the challenges and bottlenecks, a multilayered demand response service concept was formed. The service consists of seven different market layers which consist of Nordic electricity market and the reserve markets of Fingrid. In the simulations the AMI-systems were benchmarked against these seven market layers. It was found out, that the current generation AMI-systems were capable of delivering Demand Response on the most challenging market layers, when observed from time critical viewpoint. Additionally, it was found out, that to enable wide scale Demand Response there are three major challenges to be acknowledged. The challenges hindering the utilization of wide scale Demand Response were related to poor standardization of the systems in use, possible problems in data connectivity solutions and the current electricity market regulation model.

Työssä tutkittiin edistyneiden mittausjärjestelmien toimintaa vaativassa kysyntäjoustoympäristössä. Työn tarkoituksena oli selvittää millaisia haasteita sekä pullonkauloja AMI-järjestelmien käytössä saatettaisiin kohdata, kun järjestelmiä käytettäisiin haastaviin kysyntäjoustotehtäviin. Haasteiden sekä pullonkaulojen selvittämiseksi luotiin monitasoinen kysyntäjoustopalvelu konsepti, joka toimii seitsemällä erilaisella markkinatasolla. Nämä markkinatasot koostuvat Pohjoismaisista sähkömarkkinoista sekä kansallisista reservimarkkinoista Suomessa. Palvelun markkinatasot toimivat kiintopisteinä joita vasten AMI-järjestelmän suorituskykyä mitattiin. Työssä selvisi, että nykyiset AMI-järjestelmät pystyvät parhaimmillaan toimittamaan kysyntäjoustoa haastavimmillekin markkinatasoille vasteaikojen näkökulmasta tarkasteluna. Lisäksi työssä selvisi, että laajamittaista kysyntäjouston käyttöönottoa hidastavat kolme merkittävämpää haastetta. Merkittävimmät haasteet kysyntäjouston käyttöönotolle olivat heikko standardisointi järjestelmien osalta, mahdolliset ongelmat tietoliikenneyhteyksissä sekä nykyinen sähkömarkkinaregulaatiomalli.