Development of feedback control for energy policy design to guarantee sustainable solar and wind power investment growth
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Elektrotechnik / Informatik | |
| dc.contributor.referee | Hoffmann, Clemens (Prof. Dr.) | |
| dc.contributor.referee | Rohrig, Kurt (Prof. Dr.) | |
| dc.date.accessioned | 2022-01-10T11:45:08Z | |
| dc.date.available | 2022-01-10T11:45:08Z | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.identifier | doi:10.17170/kobra-202201075382 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/13499 | |
| dc.language.iso | eng | eng |
| dc.subject | price mechanisms | eng |
| dc.subject | feedback control | eng |
| dc.subject | PID controller | eng |
| dc.subject | renewable power investment | eng |
| dc.subject | Preismechanismen | ger |
| dc.subject | Rückkopplungsregelung | ger |
| dc.subject | PID-Regler | ger |
| dc.subject | Investition in erneuerbare Energien | ger |
| dc.subject.ddc | 320 | |
| dc.subject.ddc | 333 | |
| dc.subject.ddc | 600 | |
| dc.subject.swd | Erneuerbare Energien | ger |
| dc.subject.swd | Investition | ger |
| dc.subject.swd | Regelungssystem | ger |
| dc.subject.swd | PID-Regler | ger |
| dc.subject.swd | Marktmechanismus | ger |
| dc.subject.swd | Energiepolitik | ger |
| dc.title | Development of feedback control for energy policy design to guarantee sustainable solar and wind power investment growth | eng |
| dc.type | Dissertation | |
| dc.type.version | publishedVersion | |
| dcterms.abstract | Energy transition in the power sector is one of the main pathways to achieving the climate targets. In order to stimulate renewable power development, regulatory policies play a vital role. However, these policies have so far attained only partial results or unexpected consequences due to the unsuitable designs. Therefore, the study addresses the question, “How do regulatory policies have to be designed in order to create a favorable environment for renewable power development?” This work proposes to use feedback control theory for energy policy design, focuses on price mechanism design to guarantee sustainable renewable power investment growth. The feedback-based price mechanism (FPM) is regularly adjusted based on the observed investment volume rather than the predicted one. Due to the popularity and applicability of the proportional-integral-derivative controller (PID) in the absence of a system model, this technique is chosen for price mechanism design. Accordingly, the controller minimizes the deviation between the desired installed capacity and the actual volume by applying proportional, integral, and derivative terms. The most forward-looking and valuable contribution of this dissertation is the development of the mathematical models of feedback-based price mechanisms. Specifically, the PID-based price mechanisms are formulated in discrete econometric models. The controller parameters are realized through historical analysis using the historical example of renewable policy-making in Germany as a case study. We conclude that frequency and level of price adjustment are crucial for an effective feedback-based price mechanism. The results of this study provide a good reference for policymakers for designing energy policies and conducting relevant studies. | eng |
| dcterms.abstract | Die Energiewende im Stromsektor ist einer der wichtigsten Wege zur Erreichung der Klimaziele. Um den Ausbau erneuerbarer Energien zu stimulieren, spielt die Regulierungspolitik eine entscheidende Rolle. Diese Politiken haben jedoch aufgrund der ungeeigneten Designs bisher nur Teilergebnisse oder unerwartete Folgen erzielt. Daher geht die Studie der Frage nach: “Wie muss die Regulierungspolitik gestaltet werden, um ein günstiges Umfeld für den Ausbau erneuerbarer Energien zu schaffen?” Diese Arbeit schlägt vor, die Feedback-Control-Theorie für die Gestaltung der Energiepolitik zu verwenden, konzentriert sich auf die Gestaltung von Preismechanismen, um ein nachhaltiges Wachstum der Investitionen in erneuerbare Energien zu gewährleisten. Der Feedback-basierte Preismechanismus (FPM) wird regelmäßig auf Basis des beobachteten Investitionsvolumens und nicht des prognostizierten angepasst. Aufgrund der Popularität und Anwendbarkeit des Proportional-Integral-Derivative-Reglers (PID) in Ermangelung eines Systemmodells wird diese Technik für den Preismechanismusentwurf gewählt. Dementsprechend minimiert der Regler die Abweichung zwischen der gewünschten installierten Leistung und dem tatsächlichen Volumen durch Anwendung von Proportional-, Integral- und Differentialtermen. Der zukunftsweisendste und wertvollste Beitrag dieser Dissertation ist die Entwicklung mathematischer Modelle rückkopplungsbasierter Preismechanismen. Konkret werden die PID-basierten Preismechanismen in diskreten ökonometrischen Modellen formuliert. Die Reglerparameter werden durch historische Analysen am historischen Beispiel der Erneuerbaren-Politik in Deutschland als Fallbeispiel realisiert. Wir kommen zu dem Schluss, dass Häufigkeit und Höhe der Preisanpassungen für einen effektiven Feedback-basierten Preismechanismus entscheidend sind. Die Ergebnisse dieser Studie bieten politischen Entscheidungsträgern eine gute Referenz für die Gestaltung der Energiepolitik und die Durchführung entsprechender Studien. | ger |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Do, Thi Hiep | |
| dcterms.dateAccepted | 2021-11-26 | |
| dcterms.extent | XIV, 169 Seiten | |
| kup.iskup | false | |
| ubks.epflicht | true |