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Case Studies
Mercados EMI
Energia al popolo
Mercados EMI aiuta l'India a prevedere la domanda di energia elettrica
Fino a pochi anni fa, milioni di persone nelle zone rurali dell'India non avevano accesso continuo all'elettricità, secondo un report pubblicato dalla World Bank (link esterno a ibm.com). Non c'era un'unica ragione dietro questa scarsa elettrificazione. Si trattava piuttosto di una combinazione di fattori (infrastrutture obsolete, inefficienze nella distribuzione, popolazione in continua crescita e divario incolmabile tra domanda e offerta) a lasciare le famiglie al buio.
Per combattere questo problema, nel 2016 l’India ha lanciato il suo programma 24/7 Power For All, volto a fornire a ogni famiglia, azienda e altra entità che consuma elettricità un accesso all’energia 24 ore su 24. Come iniziativa congiunta tra il governo centrale e i governi statali, il programma ha imposto anche nuove e severe norme relative alla domanda e all'offerta di energia.
Rachit Kumar Agarwal è Managing Partner presso Mercados Energy Markets India Private Limited, India (Mercados EMI), un'azienda di consulenza specializzata in soluzioni per il settore energetico. Ricorda qual è stata la sfida: "Gli stati dovevano procurarsi l'energia in anticipo. Ciò significava che dovevano sapere con precisione quanta energia fosse necessaria ogni giorno, ogni ora e in blocchi di tempo di 15 minuti. Era un vero problema".
Per i governi statali, la chiave per bilanciare l’offerta è prevedere accuratamente la domanda. Tuttavia, fino a poco tempo fa, i funzionari calcolavano le previsioni manualmente utilizzando fogli di calcolo. Analizzavano anni di dati storici sulla domanda, ma i calcoli erano errati. Le previsioni erano troppo alte o troppo basse. A causa di questa imprecisione, le società di distribuzione acquistavano troppa energia, con conseguente spreco, o troppo poca energia, con conseguenti perdite finanziarie.
Previsioni migliorate
Prevede la domanda di energia elettrica con un margine di errore dell'1,8%-6% rispetto al 10%-15% del passato
Risultati migliori
Frequenza degli aggiornamenti meteo da 15 minuti a sette ore
Il problema è ulteriormente peggiorato quando l'autorità di regolamentazione dell'energia elettrica indiana, la Central Electricity Regulatory Commission (CERC), ha ristretto la banda di frequenza operativa della rete nazionale a un intervallo compreso tra 49,9 e 50,05 hertz. "Per mantenere la frequenza all'interno di questo intervallo, le società di servizi devono stimare con precisione la domanda", spiega Agarwal, "e quindi prelevare l'esatta quantità di energia in base a tale domanda. In caso di prelievo insufficiente o eccessivo, possono essere applicate delle penali.
"Il punto fondamentale è che è necessario sapere quanta energia si consumerà, in modo da acquistare solo la quantità necessaria".
All'inizio del 2020, gli stati dell'Uttar Pradesh e del Bihar, situati in una regione caratterizzata da estati e inverni estremi e con una base di consumatori tra le più ampie dell'India, si sono rivolti a Mercados EMI per ottenere assistenza. Oltre a cercare una soluzione che integrasse l’intelligenza artificiale nel processo di previsione, i funzionari volevano comprendere meglio tutti i fattori che influiscono sulla domanda, non solo i dati storici.
È emerso che la previsione dei consumi energetici ha molto a che fare con le condizioni meteorologiche.
"Dalle discussioni approfondite con le aziende di servizi pubblici, durate sei mesi, è emerso che i dati meteorologici accurati svolgono un ruolo molto importante nella previsione della domanda", ricorda Agarwal. Forte di queste nuove conoscenze, Mercados EMI ha creato una soluzione per la previsione della domanda alimentata dall'AI, jouleOS® e basata sui Servizi di dati ambientali forniti da The Weather Company®, una società IBM. La tecnologia aiuta i meteorologi a prevedere il fabbisogno energetico giornaliero.
La soluzione IBM si è poi ampliata. Ora, le organizzazioni possono accedere alle API dei dati meteo tramite l'IBM Environmental Intelligence Suite, una suite di applicazioni che combinano e integrano le API di The Weather Company Data con geospatial analytics, dashboard per la visualizzazione e funzionalità di avviso.
Per realizzare la propria soluzione di previsione, Mercados EMI ha innanzitutto sviluppato un modello per conoscere con precisione la domanda. Il modello ha combinato i dati storici sulla domanda dello stato con i dati storici sui modelli meteorologici del pacchetto dati The Weather Company History on Demand.
"Avevamo già i dati sulla domanda degli anni precedenti. Quello che ci serviva erano modelli meteorologici storici", aggiunge Agarwal. "Ad esempio, se in un determinato istante la domanda è stata di 5.000 megawatt, quali erano i parametri meteo in quello stesso momento? E quando i parametri meteo sono cambiati, come è cambiata la domanda?”
Per rispondere a queste domande e, in ultima analisi, soddisfare i requisiti di risoluzione dei dati del governo, Mercados EMI ha applicato i motori di previsione di The Weather Company Enhanced Forecast Data e la piattaforma IBM Environmental Intelligence Suite. "I dati meteorologici sono l'aspetto su cui abbiamo ricevuto un aiuto immenso da IBM", aggiunge Agarwal. "Non solo ci ha fornito un rendimento in termini di tempo (ogni ora e con incrementi da 15 minuti a sette ore) ma anche in un'area geografica con un raggio di 500 x 500 metri". Le previsioni a 15 minuti rappresentano un miglioramento significativo: in precedenza, gli stati si affidavano a dati meteorologici con un intervallo temporale di tre ore provenienti da database open source disponibili al pubblico.
I modelli, combinati con il motore AI proprietario di Mercados EMI, aiutano le società di distribuzione a prevedere meglio la domanda di elettricità con un giorno di anticipo. Ora Mercado EMI offre la tecnologia jouleOS nell'ambito della suite di soluzioni Power Portfolio Optimization.
Oggi, sia lo stato dell'Uttar Pradesh che lo stato del Bihar utilizzano il sistema e saranno presto seguiti dal Madhya Pradesh e da uno stato dell’India meridionale.
L'accuratezza delle previsioni della domanda dello Stato è migliorata quasi immediatamente. Quando il processo era manuale, i margini di errore erano compresi tra il 10% e il 15%. Con i dati meteorologici di IBM come input chiave, Mercados EMI ha raggiunto un tasso di errore iniziale di appena il 5% - 6%. In alcuni giorni, la percentuale scende all'1,8%, pari a un tasso di precisione del 98,2%.
Agarwal ritiene che i dati meteorologici siano la ragione del successo della soluzione. “Abbiamo altri input, come le festività, le giornate particolari e le domeniche. Ma è soprattutto il meteo: i coefficienti dell’equazione della domanda hanno dimostrato che il meteo gioca un ruolo molto importante nelle previsioni”.
Oltre alla previsione della domanda giornaliera, Mercados EMI utilizza i dati meteorologici di The Weather Company per la previsione della domanda in tempo reale. Il mercato in tempo reale è stato lanciato dalle borse dell'energia elettrica in India nel giugno 2020 per scambiare energia con alcuni intervalli temporali di anticipo. In risposta, Mercados EMI ha implementato con successo il primo motore per il mercato in tempo reale dell'India per la Uttar Pradesh Power Corporation nel gennaio 2021. Il motore aiuta le società di distribuzione dell'Uttar Pradesh a prevedere la domanda in orari di fornitura specifici e ad acquistare e vendere elettricità sul mercato in tempo reale.
"Ciò significa che se alle 10:17 voglio prevedere la domanda delle 14:00, posso farlo", conclude Agarwal. “Si tratta di previsioni della domanda dettagliate, fino a sette ore nel futuro, con una precisione molto elevata. Questa sarà la prima soluzione in India e abbiamo designato ufficialmente IBM come nostra fonte di dati meteorologici”.
Informazioni su Mercados Energy Markets India Pvt. Ltd.
Mercados EMI , con sede a Delhi (link esterno a ibm.com), è una società di consulenza riconosciuta a livello internazionale specializzata in soluzioni per i settori dell'elettricità, del petrolio e del gas e delle energie rinnovabili. I suoi servizi e le sue competenze coprono le aree dell'organizzazione delle regole del mercato energetico, della previsione della domanda, dell'ottimizzazione del portafoglio energetico, delle politiche e delle normative, della gestione dei servizi pubblici, della simulazione dei mercati, della strategia aziendale e della modellazione della rete. Mercados EMI è stata fondata nel 2008.
Note a piè di pagina
© Copyright IBM Corporation 2021. IBM Corporation, The Weather Company, New Orchard Road, Armonk, NY 10504
Prodotto negli Stati Uniti d'America, gennaio 2021.
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