Lo studio Berkeley Lab-EPRI quantifica i pro e i contro dei modelli di partecipazione multipla per le centrali elettriche ibride
Negli Stati Uniti sono in aumento progetti di stoccaggio ibrido su scala industriale. La crescita di queste risorse uniche – che comprendono lo stoccaggio dell’energia tramite batterie e una tecnologia separata, spesso solare o eolica, dietro lo stesso punto di interconnessione – crea incertezze per gli operatori di sistema, che sono alle prese con modalità efficienti e affidabili per gestirli. Una sfida immediata è rappresentare adeguatamente le risorse ibride nei software di compensazione del mercato, che richiede la definizione di un modello per la loro partecipazione ai mercati energetici all’ingrosso.
Per aiutare gli operatori di sistema a comprendere e utilizzare meglio le risorse ibride, Berkeley Lab è lieta di annunciare il rilascio del suo Integrazione degli ibridi nel rapporto sui mercati energetici all’ingrosso. Confrontando le implicazioni di diversi modelli di partecipazione ibrida in un mercato elettrico all’ingrosso simulato e realistico, lo studio offre parametri specifici per quantificare i vantaggi e gli svantaggi di ciascuno. I modelli di partecipazione sono stati valutati su diverse dimensioni: l’impatto sull’affidabilità complessiva del sistema, l’efficienza economica, la capacità del mercato di accedere a tutte le capacità degli ibridi e la redditività degli asset.
Approccio
Lo studio, condotto in collaborazione con l’Electric Power Research Institute (EPRI), ha valutato le implicazioni di diversi livelli di risorse ibride su un sistema di esempio (l’area di controllo dello Stato di New York) per quantificare sia i parametri economici che quelli di affidabilità. Si è concentrato sulla partecipazione ibrida ai mercati energetici del giorno prima, con un meccanismo di bilanciamento in tempo reale per garantire che i parametri catturino realisticamente l’impatto degli errori di previsione derivanti dal carico o dalle risorse energetiche variabili. Gli scenari incorporavano le due principali opzioni di modellazione attualmente in fase di studio per la partecipazione alle risorse ibride nei mercati all’ingrosso, vale a dire:
- Modello di risorse ibrido integrato (1R)in cui i partecipanti al mercato forniscono una serie di offerte accoppiate prezzo/quantità per ciascun intervallo di mercato e strutturano tali offerte massimizzare il profitto tentando di mantenere un programma fattibile.
- Modello di risorse co-localizzate separate (2R)in cui i partecipanti al mercato possono o meno fornire un’unica offerta di prezzo/quantità per ciascun intervallo di mercato, ma presenteranno altre informazioni (ad esempio, previsioni sulle risorse rinnovabili e informazioni sullo stato di stoccaggio) in modo che il software di compensazione del mercato possa ottimizzare la risorsa per ridurre al minimo i costi in tutto il sistema.
Fig. 1: Diverse configurazioni di modelli di partecipazione alle risorse di storage ibride.
Risultati chiave
Lo studio offre conclusioni su una serie di aree importanti:
- Efficienza economica. Il modello 2R generalmente fornisce maggiori risparmi sui costi, ma le differenze in termini di efficienza tra i modelli di partecipazione non erano significative per questo caso di studio.
- Affidabilità del sistema. In questo caso di studio non sono stati osservati impatti misurabili poiché una sufficiente capacità di avvio rapido è stata in grado di gestire livelli di stato di carica della batteria non realizzabili e errori variabili di previsione delle risorse energetiche.
- Profitti patrimoniali e incentivi. Il modello 2R fornisce profitti di breve periodo maggiori rispetto a 1R.
- Capacità degli ibridi di seguire diverse strategie operative in tempo reale. L’incapacità di seguire un programma giornaliero è stata osservata più frequentemente con il modello 1R.
- Carica i pagamenti. Questi dipendono dai premi energetici ottenuti dagli ibridi e possono differire notevolmente in base alle strategie di offerta e alle considerazioni sullo stato di carica della batteria.
- Efficienza computazionale. Il modello 2R aggiunge maggiore complessità computazionale e tempi di risoluzione man mano che aumenta il numero di ibridi.
- Strategie di trading. Mentre le strategie di offerta erano considerate lo stato dell’arte per un ambiente di studio, le offerte empiriche di ibridi operativi potrebbero aiutare a convalidare questi risultati poiché le risorse ibride iniziano a svolgere un ruolo più importante nei mercati.
Generalmente, lo studio conferma gli attuali vantaggi del modello di risorse separate co-localizzate (2R) sul modello integrato di risorse ibride (1R) in diversi mix di risorse e pratiche di mercato. L’esperienza del mondo reale sembra convalidare questa conclusione, poiché la maggior parte degli ibridi sceglie il modello 2R e alcuni ISO/RTO non offrono ancora un modello 1R. Non è chiaro se e per quanto tempo questa preferenza persisterà, dati i potenziali cambiamenti nel mix di risorse, nella struttura del mercato e nella complessità computazionale. L’introduzione di risorse aggregate più complesse, come quelle con più di due tecnologie, porrebbe ulteriori sfide.
Il rapporto completo, insieme a una serie di diapositive informative, è disponibile all’indirizzo https://emp.lbl.gov/publications/integration-hybrids-wholesale-power.
Per le tendenze recenti sulle centrali elettriche ibride negli Stati Uniti, visitare https://emp.lbl.gov/hybrid.
Ringraziamo l’Ufficio per l’efficienza energetica e le energie rinnovabili e l’Ufficio per l’elettricità del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per il loro sostegno a questo lavoro.
Per gentile concessione di Mercati e politica dell’elettricità (EMP)
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