Utvikling av metoder og system for automatisk effektkontroll i bolig

Upon installation of automatic meter reading in all Norwegian households within January 1st, 2019, power tariffs that encourage the reduction of consumption at times of peak power were expected to be introduced. The challenge was to get people to adapt to this with positive action in an otherwise busy life. There was therefore a need for power management products that automatically adapts to this. The main objective of the project is to develop a total concept with good methods and systems for power control in Norwegian / Nordic homes and cottages, where the system at any time ensures that the maximum power (kW) is kept below a defined limit, through intelligent switching off and on different loads, taken into account the possible use of battery energy storage and alternative energy sources such as solar panels, and in a way that users generally not experience reduced comfort. In the first part of the project, a user survey was conducted with 303 respondents, and anonymous raw data from the survey were used to initiate analysis for a 4-step segmentation of reference buildings. The development of new equipment was initiated and the recruitment of pilot users was begun. The first version of hardware was developed and the first 15 units were installed at selected pilot customers. Researchers from NTNU were coupled with pilot customers to perform qualitative analyzes for perceived comfort coupled to smart effect control. The initial development and ongoing adaptation of the first version of the smart effect control algorithm were developed based on continuous data from installed pilots.  In the second part of the project, a larger number of pilot units (version 2) was initiated for further pilot installations to a larger extent, and the first user interface for smart effect control in residential areas was developed. Test setup for installation and simulation in NTNU's powerhouse lab (NTNU Smart House) was specified to investigate the effect of different weekly programs for effect control, and the master thesis " Development of algorithms for automatic power control in residential buildings" by Hanna Tysseland Skulstad was delivered and later published in 2018. A number of electricians and new partners for pilot testing with solar panels were then connected to a larger roll-out of pilots in houses and cottages. Spring 2019 a closer collaboration was established between the NTNU Department Of Civil and Environmental Engineering and the developer team behind the effect control algorithm in order to optimize the effect control algorithm for taking in felt comfort levels. In the third phase of the project (2019), the pilot installations continued - so far more than 170 installations have been made, in collaboration with 30 electricians. The effect control algorithm is now in stable operation, and thanks to user-centered innovation processes the algorithm has become both smarter and better suited to fill the need for smart effect control in a household. The project has created a lot of attention, and given the company possibilities for new development partnerships. This will ensure further development and optimization of the algorithm and compatibility with a complete system for smart effect control. The smart effect control project that Sikom with partners are conducting in Norway has received wide international interest, especially amongst providers of automatic power monitoring. International suppliers see that these results and methods can be transferred to and adopted in other international countries. The company, therefore, works closely with both national and international players, and focuses on teaching private and corporate users, optimization of the effect control algorithm, and dissemination of research findings and potential use cases at industry summits and conferences.

Hovedmålsetting med prosjektet er oppnådd, som var å utvikle et totalkonsept med gode metoder og systemer for effektkontroll i norske/nordiske boligeg og hytter, hvor systemet til enhver tid sørger for at makseffekten (kW) holdes under en definert grense, ved intelligent ut- og innkobling av ulike laster, på en måte som gjør at brukerne som hovedregel ikke skal oppleve redusert komfort ved løsningen. Sikom har gjennom prosjektet blitt den første smartboligaktøren i Norden som implementerer automatisk effektkontroll som en del av sin kjernetjeneste innenfor intelligent strømstyring. Prosjektet har bidratt til å utvikle unik kunnskap og datasett for partnerne knyttet til: - Kunnskap om forbruks- og effektdata fra ulike typer utstyr i en husholdning - Kunnskap om ulike typer lastkrevende utstyr, leverandører, utstyrsvarianter og funksjonalitetsforskjeller - Kunnskap om brukeroppfatninger / hva ulike brukere alltid vil ha full kontroll på selv, og hva de ønsker automatisert

Effektbehovet, det vil si makseffekten i watt som kreves i strømnettet på et gitt tidspunkt, er dimensjonerende for investeringer og kostnadsnivå i energisektoren. Ved å ta i bruk smartgrid teknologi som stimulerer til reduksjon av forbruket på tidspunktene for makseffekt, har forskere kalkulert en besparelse for samfunnet på 15 mrd kroner fram mot 2025. Ved installasjon av Automatisk Måleravlesning (AMS-målere) i alle husstander innen 1.1.19 forventes det derfor introdusert nye effekttariffer, som gjør prisen til kunden delvis avhengig av den makseffekt som trekkes i en bolig. Utfordringen er å få folk til å tilpasse seg dette med aktiv handling i en ellers travel hverdag. Det er derfor behov for strømstyringsprodukter som automatisk klarer å holde effektnivået i en bolig under en viss grense, gjennom smart inn- og utkobling av tyngre laster, samt etterhvert også gjennom utnyttelse av batteripakker og alternative energikilder som solceller. Sikom tror effektkontroll vil bli en naturlig funksjonalitet i en smartbolig eller varmestyrings-installasjon etter hvert, og vil gjennom prosjektet utvikle Nordens mest avanserte og komplette løsning for effektkontroll i bolig, ved å - utvikle metoder og algoritmer for dynamisk inn- og utkobling av laster, som på en intelligent måte tar hensyn til typisk bruksmønster, lastenes art og effekt, boligtype, tilgjengelighet til batteri/ solkraft etc. - utvikle funksjonalitet for adaptiv kontroll, basert på prediksjon av framtidige endringer i omgivelsene - utvikle funksjonalitet for makinlæring, slik at inn-/utkoblingsalgoritmene tilpasser seg dynamisk over tid - integrere oss enda tettere og bedre mot relevante utstyrsleverandør av tyngre laster, slik at totalløsningen for bruker blir best mulig - utvikle løsning for sanntidstilgang til måledata på hovedinntaket i boligen, og på våre termostater og bryterenheter - utvikle brukergrensesnitt som gjør at både effekttariffering og selve systemet blir forståelig for folk flest