Baseline e misura della demand response

Un programma di demand response paga una variazione della domanda elettrica, che richiede un riferimento: la baseline. È calcolata dai giorni precedenti, non misurata: il metodo determina quanta risposta viene conteggiata.

Questa guida fa parte della serie sulla flessibilità. La Guida all'IoT nella risposta alla domanda segue l'intero evento, dall’istruzione alla regolazione economica.

Un esempio svolto

Un sito nel Demand Flexibility Service (DFS) di GB riduce il carico per un periodo di regolazione, dalle 17:00 alle 17:30 di un giorno lavorativo. Si tratta di un punto di misura in un'unità DFS aggregata, poiché l'unità minima è 0,1 MW. La baseline DFS P376 per quella mezz'ora è la media della stessa mezz'ora nei 10 giorni lavorativi ammissibili più recenti. In quei giorni il sito utilizzava 98, 102, 100, 97, 105, 99, 101, 103, 96 e 99 kWh. La somma è 1.000 kWh, quindi la baseline è 100 kWh.

I file DFS riportano kWh per periodo di regolazione. La potenza media è l'energia divisa per 0,5 h. NESO valuta l’erogazione dell'intera unità DFS rispetto alla quantità accettata. Tra il 50% e il 120% di tale quantità non è prevista alcuna penalità. Tra il 25% e il 50% il pagamento viene ridotto, sotto il 25% è zero e l’erogazione oltre il 120% viene limitata. La guida NESO indica un'unità che ha fornito il 36,7% di 15 MWh: è stata regolata sul 23,3%, ovvero 3,5 MWh.

Il risultato varia di pari passo con l’errore della baseline. Se due settimane con carico elevato la portano al 5% sopra il valore corretto, a 210 kW, al sito vengono attribuiti 60 kW, il 20% più dell’effettiva riduzione. Se la baseline è inferiore del 5%, a 190 kW, l’attribuzione scende a 40 kW.

Il rimbalzo è la domanda aggiuntiva dopo un evento, quando il carico differito viene ripristinato: i refrigeratori abbassano la temperatura dell'ambiente e i processi in pausa vengono riavviati. DFS paga l’erogazione solo nei periodi di regolazione concordati. Il rimbalzo nei periodi successivi non rientra nel pagamento, ma compare nella fattura del sito e può stabilire un nuovo picco. Il calcolatore seguente aggiunge due periodi di rimbalzo all'esempio. Il sito evita 25 kWh durante l'evento e utilizza 17 kWh oltre la baseline nell'ora successiva, quindi il risparmio netto è di 8 kWh.

Metodi di calcolo della baseline

La media funziona bene quando il carico si ripete di giorno in giorno. California ISO ha regolato la demand response usando la media di 10 giorni feriali su 10, con un limite massimo di aggiustamento del 20%, fino al 2017. Il suo studio di base ha rilevato che questo metodo ha funzionato ragionevolmente per i grandi siti commerciali che non sono sensibili alle condizioni atmosferiche. Ha sottovalutato la risposta dei siti commerciali sensibili alle condizioni atmosferiche e delle risorse residenziali.

P376 ha una cronologia minima. Con da 5 a 9 giorni lavorativi idonei nella finestra di 60 giorni, DFS li utilizza tutti. Con meno di 5, il punto di misura non può essere utilizzato: la sua baseline viene impostata automaticamente sul risultato misurato, quindi mostra un’erogazione pari a zero. I giorni dell'evento non sono idonei. Questi includono giorni con un evento DFS, un’istruzione di flessibilità del DNO con un preavviso di 48 ore o meno, un evento di mercato della capacità o consegna in un altro servizio cumulato con un preavviso di 48 ore o meno. Eventi frequenti riportano quindi la finestra della media a giorni più vecchi e meno rappresentativi.

Dal 9 aprile 2026, i punti di misurazione industriali e commerciali e i punti di misurazione rinnovabili intermittenti possono utilizzare una baseline dichiarata dal partecipante nel DFS. Il partecipante presenta una previsione in kWh per ogni mezz'ora del giorno di consegna. Il file può essere inviato soltanto nelle 24 ore che precedono la pubblicazione del fabbisogno del servizio da parte di NESO, e non oltre il momento della pubblicazione. NESO utilizza la versione più recente. I punti di misura domestici rimangono su P376. La stessa modifica ha abbassato l'unità DFS minima da 1 MW a 0,1 MW. Non esiste uno storico del giorno dell’evento con cui controllare la previsione. Conserva il modello previsionale, i suoi input e il suo errore nei giorni senza eventi, poiché DFS richiede al partecipante di mantenere la baseline per ogni punto di misura regolato, per eventuali verifiche.

Correzione nello stesso giorno

Una baseline media non sa nulla del giorno dell'evento. Una correzione nello stesso giorno, spesso detta correzione mattutina, corregge la baseline con il carico del sito nelle ore precedenti l'evento. Nella forma moltiplicativa, il rapporto è l'energia misurata divisa per l'energia della baseline non corretta in una finestra di regolazione e il rapporto scala la baseline. Una forma additiva aggiunge la differenza in kW. Le regole proposte alla CAISO nel 2017 utilizzavano una finestra di 2 ore che termina 2 ore prima dell'evento e una seconda finestra di 2 ore che inizia 2 ore dopo. Gli intervalli di separazione tengono il preraffreddamento, gli arresti anticipati e il rimbalzo fuori dal rapporto.

Continua l'esempio solo con la finestra pre-evento. Tra le 13:00 e le 15:00 il sito ha utilizzato 360 kWh rispetto a una baseline non corretta di 383 kWh. Il rapporto è 0,94, quindi la baseline corretta è 0,94 × 200 kW = 188 kW. La riduzione conteggiata scende da 50 kW a 38 kW.

I programmi limitano il rapporto. La baseline 10 su 10 del CAISO consentiva ±20%, un rapporto compreso tra 0,8 e 1,2. La proposta basata sulla corrispondenza meteorologica del 2017 consentiva da 0,71 a 1,4. Lo studio CAISO fornisce due ragioni per un limite: riduce la varianza della stima e limita la misura in cui un sito può spostare la propria baseline modificando il proprio carico prima di un evento. Senza un buffer e un limite, un sito che esegue un carico extra nella finestra aumenta la sua baseline. Con un rapporto pari a 1,2, la baseline dell'esempio diventa 240 kW e la riduzione conteggiata diventa 90 kW.

Coughlin e colleghi del Lawrence Berkeley National Laboratory hanno testato sette modelli di base su 33 edifici commerciali in California. Una correzione mattutina ha ridotto la distorsione e migliorato la precisione di tutti e sette. Per gli edifici con carico altamente variabile, nessun modello ha fornito risultati soddisfacenti. I metodi di media erano i più accurati per quegli edifici, ma non i meno distorti.

La guida DFS (versione 18, agosto 2026) non prevede alcuna correzione nello stesso giorno della baseline P376. Controlla il metodo nei documenti attuali del programma a cui partecipi.

Controlla la baseline prima del primo evento

Testare il metodo nei giorni senza eventi. In quei giorni, qualsiasi differenza tra la baseline e la domanda misurata è un errore. Lo studio CAISO utilizza due misure. L'errore percentuale medio è l'errore medio con segno diviso per il carico medio e mostra una distorsione: un valore positivo indica che la baseline sovrastima la domanda. CV(RMSE) è la radice dell’errore quadratico medio divisa per il carico medio e mostra la dispersione dei singoli giorni.

Confronta entrambi i valori con la riduzione promessa, non con il carico. Il rapporto CAISO fornisce l'aritmetica: su un sito che taglia il 20% del suo carico, una baseline sovrastimata del 2% segnala un taglio del 22%, o il 110% della riduzione reale. Nell'esempio, un CV(RMSE) del 5% su una base di 200 kW equivale a 10 kW in una giornata tipica, un quinto dell'impegno di 50 kW.

Il contatore raramente è la principale fonte di errore. La misurazione di classe 0.5S secondo IEC 62053-22 limita l'errore del contatore a ±0,5% alle condizioni di riferimento, ovvero 1 kW su un carico di 200 kW. Un errore della baseline del 5% vale 10 kW.

Cosa devono mostrare i dati del sito

La generazione e l’accumulo entro il confine modificano ciò che viene conteggiato. Per una riduzione del carico, DFS calcola la consegna come (importazione nella baseline − esportazione nella baseline) − (importazione misurata − esportazione misurata). Prendiamo un sito con 80 kW di energia solare e un'importazione netta di 40 kW. Il sito ferma 60 kW di carico, quindi al confine si misurano 20 kW di esportazione netta. La consegna è (40 − 0) − (0 − 20) = 60 kW, e conta tutto. Per lo stesso motivo, una baseline dichiarata dal partecipante per un MPAN di importazione può essere negativo. Se una batteria o un generatore all'interno del confine si avvia in corrispondenza dell'evento, il misuratore del confine conta la sua uscita come risposta. Un sottocontatore sul carico controllato conta solo il carico.

I dati tardivi devono essere archiviati nel momento in cui sono stati misurati, non nel momento in cui sono arrivati. I duplicati non devono essere conteggiati due volte. La guida ai timestamp spiega entrambi.

Giornate insolite

Un giorno festivo, un arresto della produzione o un guasto al refrigeratore modificano la domanda con o senza un evento. La regola della baseline decide come viene trattato quel giorno. Sotto P376, un giorno dell'evento lascia il pool e prende il suo posto il successivo giorno idoneo più vecchio nella finestra di 60 giorni. Le indicazioni del DFS escludono solo i giorni degli eventi. Una giornata lavorativa con un'interruzione rimane quindi nel pool e abbassa la baseline per i successivi 10 giorni lavorativi. Registra il motivo di ogni giorno insolito. Finché quel giorno non esce dal gruppo, il partecipante può fare un'offerta inferiore per l'unità o spostare un punto di misura industriale o commerciale su una baseline dichiarata dal partecipante. Se il programma consente di stimare una lacuna nei dati, contrassegnare ciascun valore stimato come stimato.

Mantenere separate le prove di controllo

Un comando di dispacciamento confermato mostra che l'istruzione è arrivata. Il segnale di ritorno della risorsa mostra che ha agito. La variazione misurata mostra ciò che ha visto la rete. DFS richiede la prima registrazione per un punto di misura con adesione manuale. Il partecipante deve conservare una conferma di quel punto di misura, ricevuta tra l’offerta e l’inizio dell’erogazione, altrimenti il ​​punto di misura non potrà essere incluso nella regolazione. Per un carico istruito direttamente, l'istruzione costituisce la conferma e il partecipante deve conservarla.

Le contestazioni dei dati misurati nascono da problemi specifici. Manca un intervallo dalla finestra della baseline. L’orologio del registratore è sfasato di un intervallo, quindi la riduzione si colloca nel periodo di regolazione sbagliato. Un valore stimato viene inviato come misurato. La guida alla verifica dei comandi BESS copre il lato del controllo.

Prepararsi a un programma

1. Ottieni il metodo di baseline vigente e l’intervallo di regolazione, il formato del file e la convenzione dei segni dall'aggregatore o dal programma. La guida alla centrale elettrica virtuale spiega chi fa cosa.
2. Misurare il sito all’intervallo di regolazione o più fine. Per una baseline P376, iniziare almeno 3 settimane prima del primo evento, in modo che rimangano 10 giorni lavorativi idonei dopo le festività. Per la corrispondenza meteorologica, misura le temperature che vedranno gli eventi.
3. Calcola la baseline per 10 o più giorni senza eventi e confrontala con la domanda misurata. Registrare la distorsione e il CV(RMSE) in kW e confrontarli con la riduzione promessa.
4. Eseguire un evento di prova. Confrontare la riduzione calcolata al confine con la variazione misurata su ciascuna risorsa controllata.
5. Memorizzare insieme gli intervalli di origine, il calcolo della baseline e la versione del metodo.

Misurazione e controllo con EpiSensor

Un controller di risposta alla domanda ZDR misura un'alimentazione trifase in Classe 0.5S (IEC 62053-22) e controlla il carico che serve: un relè stacca un carico o avvia un generatore, oppure un setpoint Modbus aziona una batteria. La classificazione di Classe 0.5S copre insieme il controller e i relativi trasformatori di corrente. Registra l’azione di controllo e la variazione misurata con lo stesso orologio. I modelli con sincronizzazione temporale GPS/GNSS registrano gli eventi con una risoluzione di 20 ms. I monitor di energia elettrica ZEM misurano altri circuiti della stessa classe, fornendo un registrazione del sottocontatore per ciascun carico controllato. Un gateway che esegue Edge conserva la cronologia degli intervalli sul sito con il tempo di misurazione di ciascuna lettura e la invia alla piattaforma dell'aggregatore tramite MQTT o HTTP. La soluzione di risposta alla domanda mostra il sistema completo.