Christine van Stiphoudt’s research while affiliated with University of Luxembourg and other places

Abstract: The industrial sector consumes a large amount of electricity, making it an ideal candidate for Demand response (DR)flexibility in modern power systems. How‐ever, current solutions for industrialDRare limited to in‐dividual cases, services and platforms, preventing com‐panies from exploring their complete flexibility potential. Addressing this, we introduce the Energy synchronization platform (ESP), a digital integration platform concept to enable and streamline automated industrial DR. This paper outlines the ESP’s conceptual architecture, components, and operational interactions, highlighting the benefits and challenges faced in a small‐scale demonstrator consisting of three industrial companies

The industrial sector consumes a large amount of electricity, making it an ideal candidate for Demand re‐ sponse (DR) flexibility in modern power systems. How‐ ever, current solutions for industrial DR are limited to in‐ dividual cases, services and platforms, preventing com‐ panies from exploring their complete flexibility poten‐ tial. Addressing this, we introduce the Energy synchro‐ nization platform (ESP), a digital integration platform concept to enable and streamline automated industrial DR. This paper outlines the ESP’s conceptual architec‐ ture, components, and operational interactions, high‐ lighting the benefits and challenges faced in a small‐ scale demonstrator consisting of three industrial com‐ panies.

The energy transition into a modern power system requires energy flexibility. Demand Response (DR) is one promising option for providing this flexibility. With the highest share of final energy consumption, the industry has the potential to offer DR and contribute to the energy transition by adjusting its energy demand. This paper proposes a mathematical optimization model that uses a generic data model for flexibility description. The optimization model supports industrial companies to select when (i.e., at which time), where (i.e., in which market), and how (i.e., the schedule) they should market their flexibility potential to optimize profit. We evaluate the optimization model under several synthetic use cases developed upon the learnings over several workshops and bilateral discussions with industrial partners from the paper and aluminum industry. The results of the optimization model evaluation suggest the model can fulfill its purpose under different use cases even with complex use cases such as various loads and storages. However, the optimization model computation time grows as the complexity of use cases grows.

The application of fault detection and diagnosis (FDD) algorithms in building energy management systems (BEMS) has great potential to increase the efficiency of building energy systems (BES). The usage of supervised learning algorithms requires time series depicting both nominal and component faulty behaviour for their training. In this paper, we introduce a method that automates Modelica code extension of BES models in Python with fault models to approximate real component faults. The application shows two orders of magnitude faster implementation compared to manual modelling, while no errors occur in the connections between fault and component models.

Die im Rahmen des Projekts SynErgie entwickelte Energiesynchronisationsplattform (ESP) bildet den gesamten Prozess des informationstechnisch automatisierten Energieflexibilitätshandels von der Maschine bis zum Energiemarkt ab. Die ESP ist somit das Gesamtkonzept, welches industrielle Nachfrageflexibilität ermöglicht. Seit der Vorstellung der Referenzarchitektur in Reinhart et al. (2020) wurde zum einen die Entwicklung einzelner Services eingestellt, zum anderen ist die Marktplattform (MP) als Teil der ESP nicht mehr wie bisher als Broker-Architektur konzipiert. Sie dient nun als erster Kontaktpunkt zwischen Industrieunternehmen und Serviceanbietern und nimmt eine Vermittlerrolle ein. Die Unternehmensplattform (UP) erlangt dadurch eine wichtigere Rolle bezogen auf die Kommunikation innerhalb der ESP, da jede Kommunikation mit Services nun über die UP erfolgt. Darüber hinaus wird in diesem ausführlichen Diskussionspapier eine Sammlung der verschiedenen Services zur Verfügung gestellt, die im Rahmen von SynErgie für die MP und die UP entwickelt wurden. Jeder vorgestellte Service enthält eine kurze Beschreibung, die relevanten Inputs und Outputs sowie weitere relevante Anmerkungen. Des Weiteren wird ein Überblick über die primären Referenzprozesse gegeben, die für den Betrieb und die Vermarktung von Flexibilität betrachtet werden. Diese werden anhand dreier möglicher Anwendungsfälle dargestellt. So werden Logik und Interaktionen der verschiedenen Prozesse innerhalb der ESP aufgezeigt. Diese Veröffentlichung ist Teil der Reihe ""Diskussionspapiere V4 - Konzept der Energiesynchronisationsplattform"".