Smart Community Neighborhood - driven by energy informatics

Den nåværende elektrisitetsinfrastrukturen i Norge mangler mekanismer for å håndtere mengde og konsentrert energibehov primært grunnetladekrav for elektriske biler. Datadrevne desentraliserte energisystemer kan løse dette gapet gjennom en forbindelse mellom husholdningens RES (Renewable Energy Sources) til nettet. Dette vil imidlertid forstyrre det eksisterende enkle markedsforholdet mellom tilbud og etterspørsel mellom produsenter og kunder. Dette prosjektet fokuserer på utvikling av mekanismer som lar prosumenter dele informasjon om deres produksjons- og forbruksatferd. Det skaper et desentralisert virtuelt nabolag der hver husstand opererer autonomt og handler energi med andre husholdninger og lokalsamfunn. I så fall fungerer sentralmyndigheten eller sentralnettet bare som en tilrettelegger. Slike mekanismer vil være spesielt anvendelige ved stor variasjon i belastning og man vil kunne løse dagens problemer med «congestion». Prosjektet har som mål å oppnå dette med IKT-baserte smartløsninger. Maskinlæringsbaserte metoder brukes for å lære og forutsi husholdningens produksjons- og forbruksatferd. Insentivsystemer for handel med energi gjøres mulig ved bruk av blockchains. Videre driver edge og fog databehandling frem løsninger. Alle tekniske komponenter hensyntar datavern og sikkerhet. Prosjektet finansierer syv doktorgradsstudenter som utfører analyserer og kommer med forslag til forskningsmetoder. Målet er å designe og implementere en lokal plattform for handel med energi slik at lokale produsenter av fornybar energi kan selge energi til naboene på en enkel og effektiv måte. Prosjektet fokuserer på detaljert design av en energihandelsmekanisme for samfunns mikrogridser. Handelsplattformen vil være basert på blockchain-teknologi med det formål å muliggjøre distribuert peer-to-peer (P2P) -handelsordning. Den tidligere rapporteringsperioden var utfordrende for mange av PhDer med restriksjoner på plass på grunn av Covid-19. Flere studenter hadde deres planlagt forskning i utlandet kansellert. Andre trengte å ta seg tid på grunn av sykdom, med en annen på fødselspermisjon. Men til tross for disse utfordringene var mange i stand til å publisere kvalitetsresultater til online konferanser. I tillegg fullførte halvparten av stipendiater sine disputaser i disse utfordrende tider. Fysiske møter ble planlagt, men måtte bli online istedenfor. Ett online prosjektmøte med alle interessenter ble holdt i denne rapporteringsperioden. Flere av stipendiater var i stand til å delta i en fysisk sommerskole nært knyttet til prosjektet. Prosjektet har produsert flere publikasjoner av høy kvalitet, og flere venter på evaluering. Et patent er godkjent i USA for hennes innovasjon.

All PhDs are expected on-time (extensions are granted in Oslo due to additional work task related to teaching duty). They all found jobs in the relevant industry in companies like (DNV, Accenture, etc). One patent has been granted in USA under the verification and commercialisation process.

The current electricity infrastructure lacks mechanisms to handle mass and concentrated energy demands primarily led by Electric Vehicles (EV) charging requirements. A potential mechanism to handle such surges during peak consumption hours without restructuring the grid is through integration of renewable micro energy sources at household or neighborhood levels. It becomes necessary to efficiently harness the potential of prosumers and develop tools to efficiently manage household/neighborhood energy production and consumption. Mechanisms are needed to pool upon the combined micro energy sources, integrate community level power storage units, predict production and consumption and allow sharing/trading of energy between households, neighborhoods and communities. ICT based smart-solutions can be used to substantially address and resolve such challenges. Data driven decentralized energy systems can disrupt the existing simplex supply-demand market relationship between producers and customer. With supporting environment-friendly energy production and storage technologies, conventional end customers will be able to produce clean energy locally (e.g. solar energy micro-generation). It would allow them to either meet their own requirements or sell it back to the grid. Meanwhile, the EV batteries could also be added as additional resource to the local energy storage systems. Such resources will be able to store locally generated power and have the capability to spontaneously participate in balancing consumption fluctuations. It will be particularly applicable for fluctuating intensive loads (e.g. heating, charging) and to solve congestion problems.