Fysisk algoritmetrading: Raske avgjørelser

Fornybare kraftkilder som sol og vind har gjort energimarkedet mer værdrevet og dermed mer flyktig, fordi endringer i været påvirker kraftproduksjonen. Det gjør det vanskeligere å forutsi hvor mye strøm som til enhver tid må produseres av fleksible teknologier som vannkraft, gasskraft eller batterier for å sikre en jevn kraftforsyning.

– Klokka 12 en dag kan vi ha solgt kraft for ulike tidsperioder den neste dagen – for eksempel ut fra forventet vindproduksjon. Men på grunn av at det oppstår avvik mellom produksjon og forbruk i løpet av dagen, må dette koordineres i sanntid mellom leverandører og forbrukere, forklarer dr. Konstantin Wiegandt, leder for algoritmehandel og analyse ved Statkrafts kontor i Düsseldorf i Tyskland.

Statkraft startet de første algoritmiske applikasjonene i 2013 og har utviklet en omfattende portefølje av handelsalgoritmer.

Gjennom virtuelle kraftverk i Tyskland og Storbritannia kan den svingende produksjonen av fornybar kraft fra en rekke mindre produsenter samles og styres.

– Jo nærmere vi kommer til levering, jo bedre kan vi forutsi hva slags type kraftkilde som kan levere strøm når, og vi kan handle med kraften inntil få minutter før den skal brukes. Siden tidshorisonten er så stram, trenger vi støtte fra våre matematiske algoritmer for å ta riktige avgjørelser, sier han.

Kjøleskap eller elbil som strømforsyning

Ingen kan forutsi det kommende været med 100 prosent presisjon. 10 timer før en planlagt levering av vindkraft vil usikkerheten for vindproduksjonen ligge på rundt 10 prosent. Jo nærmere levering, jo lavere usikkerhet. Noen minutter før levering er den rundt to prosent.

– Først på leveringstidspunktet vet vi hvor mye vindkraft som faktisk leveres. For å sikre en stabil strømforsyning må vind- eller solenergi balanseres med fleksible kraftkilder som vannkraft, batterier og gasskraft, forklarer Wiegandt.

Trenden i markedet går mot stadig flere mindre produsenter av fleksibel kraft.

– Det er mulig, for eksempel, å gå helt ned til en enkelt elbil som kan gi strømnettet fleksibilitet mens den er tilkoblet for lading. Ved hjelp av algoritmiske handelsløsninger kan vi integrere denne typen småskala fleksibilitet i kraftsystemet. Det er veien vi må ta for å nå målet om 100 prosent fornybar energi, fastslår Wiegandt.

Økt tilgang på vind og solenergi er ikke nok i seg selv, siden produksjonen er så væravhengig.

– Elbilrevolusjonen er eksempel på et skifte som potensielt kan bidra med store muligheter for å gi fleksibilitet til strømnettet. Men det forutsetter at tusenvis av vindturbiner og solcelleanlegg må samkjøres med millioner av elektriske bilbatterier, og det kan bare gjøres automatisk. Her kommer algoritmer inn som et uunnværlig verktøy, sier han.

Enheter så små som et kjøleskap kan også bli potensielle fleksibilitetsleverandører, siden deres strømforbruk kan forskyves i tid.

– Dette er spennende tider, fordi kraftmarkedet og teknologien kobles sammen på helt nye måter, legger han til.

Maskiner støtter mennesker

I 2018 kjøpte Statkraft 61 prosent av det München-baserte selskapet eeMobility, som tilbyr ladeløsninger for flåter av firmabiler.

– Hvis vi vet at disse elbilene lades mellom klokka åtte om kvelden og åtte om morgenen, kan vi beregne hvor stor fleksibilitet vi kan oppnå derfra. Vi kommer bare til å se mer av denne typen fleksibelt forbruk, sier Wiegandt.

Statkraft forvalter blant annet tradingen med fleksible ressurser på vegne av tredjepartsprodusenter i Storbritannia på en helautomatisk måte.

– Eksterne data i form av værmeldinger og informasjon fra kunder og produsenter går inn i systemene våre, og så beregner algoritmene når det er best å trade, produsere eller forbruke energi, og så sendes signaler automatisk til kraftverkene, forklarer han.

Statkrafts tradingavdelinger i Düsseldorf og Oslo er bemannet døgnet rundt alle dager. Robotene gjør beregninger, trader og planlegger, mens menneskene kan gripe inn når det er nødvendig.

– Våre krafthandlere vet hvordan algoritmene fungerer og kan også utvikle eller foredle dem selv. I første halvdel av 2020 gjennomførte Statkrafts algoritmer tre millioner handler, sier Wiegandt.

Statkrafts største vindportefølje er i Tyskland, der algoritmer er i stand til å balansere hele porteføljen av vindparker med en produksjon på mer enn 10.000 MW.

– Ansatte kan overta hele eller deler av transaksjonene manuelt i spesielt ustabile situasjoner, for eksempel hvis det er meldt storm. Her handler det om å ta raske beslutninger, og maskinene støtter mennesker i å gjøre de riktige valgene. Jo raskere og mer effektive beslutninger vi tar, jo billigere blir det for forbrukerne, sier Wiegandt.