Till innehåll på sidan

Demand Flexibility for the Simultaneous Provision of Multiple Services

Tapping the Potential of Controllable Electric Loads for Frequency Reserves and Energy Arbitrage

Tid: Ti 2020-09-08 kl 10.00

Plats: Kollegiesalen eller via zoom: https://kth-se.zoom.us/webinar/register/WN_3mOiNLURQzao2UdGwTNb2A, Brinellvägen 8,100 28 Stockholm, Stockholm (English)

Ämnesområde: Elektro- och systemteknik

Respondent: Lars Herre , Elkraftteknik, IRES

Opponent: Associate Professor Qiuwei Wu, DTU Department of Electrical Engineering

Handledare: Lennart Söder, Elkraftteknik

Exportera till kalender

Abstract

Ett elkraftsystem med en ökande andel förnybara energikällor kräver tillräckligt med flexibilitet. En typ av flexibilit för framtidens elkraftsystem utgörs av flexibel elförbrukning. Begreppet efterfrågesvar beskriver användningen av efterfrågeflexibilitet för att tillhandahålla tjänster till elkraftsystemet. För att effektivt utnyttja flexibiliteten på efterfrågesidan måste behovet av, potentialen för och metoder för att tillhandahålla flexibilitet kvantifieras. Denna avhandling ger en uppskattning av behovet av flexibilitet, potentialen för efterfrågeflexibilitet och framför allt metoder för att använda flexibiliteten från styrbara elförbrukningar.

För en leverantör av efterfrågesvar är det mest ekonomiska sättet att tillhandahålla flexibilitet på elmarknaderna att delta på flera marknader samtidigt och därmed tillhandahålla multitjänster. Med fokus på de nordiska elmarknaderna utgör det samtidiga tillhandahållandet av energiarbitrage och frekvensreserver den mest ekonomiska marknadsportföljen för en efterfrågesvarleverantör med tillgångar av lagringstyp. Specifikt är de metoder som utvecklats i denna avhandling tillämpliga för en riskobenägen leverantör av efterfrågesvar som syftar till att maximera sin vinst för nästa dag genom att lägga bud på energi- och frekvensreservmarknaderna.

Den operativa verksamheten hos en leverantör av efterfrågesvar beskrivs genom stokastisk optimering av buden under osäkerhet från priser, temperaturer, beteenden och modellfel. En generell virtuell batterimodell för samtidig budgivning på flera marknader i dag framåt är utvecklad för tre tillämpningar; Termostatstyrda laster (TCL), elektriska fordon (EV) och ett massa- och pappersbruk (PPM). Modellerna kan användas för att utvärdera flexibilitetspotentialen som en leverantör av efterfrågesvar kan tillhandahålla i en marknadsbaserad upphandling av energi och reserver. Genom tillämpning av modellerna på elkraftsystem, pris, temperatur och lastdata kvantifieras potentialen och energiflexibiliteten hos de tre studerade lasttyperna.

Denna avhandling bidrar till området efterfrågesvarforskning genom att tillhandahålla beslutsstödverktyg för leverantörer av efterfrågesvar som deltar i energi- och frekvensreservmarknader (FCR-N). Huvudfokus för de utvecklade algoritmerna är att möjliggöra optimala framtida bud för en riskobenägen leverantör av efterfrågesvar under olika osäkerhetskällor. Dessutom undersöks inverkan av marknadsparametrar , såsom ledtid och avtalsperiod.

En betydande potential på cirka 2,0 GW FCR-N effektflexibilitet och 15,0 GWh energiflexibilitet finns i det svenska kraftsystemet, som kan utnyttjas förutsatt en tillgång på nödvändig kommunikationsinfrastruktur. Mängden flexibilitet, liksom lönsamheten hos en leverantör av efterfrågesvar, är högst vid kort ledtid och avtalsperiod.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-279070