Renewable energy resources are projected to claim a larger part of the Swedish power mix in coming years. This could potentially increase frequency fluctuations in the power grid due to the intermittency of renewable power generating resources. These fluctuations can in turn cause issues in the power grid if left unchecked. In order to resolve these issues, countermeasures are employed. One such countermeasure is for private actors to regulate power; in exchange they are financially compensated through reserve markets. The reserve market studied in this thesis is called Frequency Containment Reserve – Normal (FCR-N). Currently hydroelectric power provides almost all regulated power within this market. As the need for power regulation is expected to increase in the coming years, there exists a need to study other technologies capable of power regulation. This thesis focuses on one such technology called, virtual power plants. While virtual power plants are operating in other parts of the world, there were no virtual power plants operating in Sweden. As a result, the nature of an optimized virtual power plant and the economic benefits of optimization had not been previously investigated. To answer such questions, this thesis modelled and optimized the revenue of a virtual power plant. The examined virtual power plant consisted of cooling chillers, lighting, ventilation fans and a battery energy storage system. Where varying their total power demand allowed for them to provide power regulation. With the virtual power plant market in Sweden being in its infancy, this thesis serves as a first look into how an optimized virtual power plant using these components could function. To put the economic results of the optimization into context, a comparative model was constructed. The comparative model was based on a semi-static linear model. This is what the thesis’s industry partner Siemens currently uses. For the simulated scenarios, the optimized model generated at least 85% higher net revenues than the semi-static linear model. The increase in revenue holds potential to increase the uptake of virtual power plants on the Swedish market, thus increasing stability in the power grid and easing the transition to renewable energy. / Då förnyelsebara energiresurser antas omfatta en större roll av den svenska elproduktionen inom kommande år, så kan detta leda till att frekvensfluktueringar i elnätet ökar. Detta sker på grund av att den oregelbundna elproduktionen från förnyelsebara energiresurser inte matchas med konsumtion. Om dessa fluktueringar inte hanteras kan det i sin tur leda till skadliga störningar inom elnätet. För att motverka detta och således stabilisera elnätet används diverse lösningar. Ett sätt att åstadkomma ökad stabilisering i elnätet är att låta privata aktörer kraftreglera. De privata aktörerna som står för kraftregleringen gör detta i utbyte mot ekonomisk kompensation, genom att delta i reservmarknader. Den reservmarknad som studerades inom detta examensarbete kallas Frequency Containment Reserve – Normal (FCR-N). I nuläget står vattenkraft för nästan all reglerad kraft inom den här marknaden. Men då behovet av kraftreglering antas öka inom kommande år så behövs nya teknologier studeras som kan bistå med kraftregleringen. Den studerade teknologin inom detta examensarbete var ett virtuellt kraftverk. Då inga virtuella kraftverk var i bruk i Sverige då denna uppsats skrevs fanns det osäkerheter kring hur man optimalt styr ett virtuellt kraftverk och de ekonomiska fördelarna som detta skulle kunna leda till. Detta examensarbete modellerade och optimerade ett virtuellt kraftverk ur ett vinstperspektiv. Det virtuella kraftverket var uppbyggt utav kylmaskiner, ljus, ventilationsfläktar och ett batterisystem. Deras kraftkonsumtion styrdes på ett sådant sätt som lätt de bidra till kraftreglering på reservmarknaden. För att kunna analysera de ekonomiska resultaten från det optimerade virtuella kraftverket, så byggdes en jämförelsemodell. Denna jämförelsemodell är baserad på en semistatisk linjär modell, vilket är det som examensarbetets industripartner Siemens använder. Den ekonomiska jämförelsens resultat påvisade att inkomsten från den optimerade modellen var minst 85% högre än den semistatiskt linjära modellen, inom de studerade scenarierna. Denna inkomstökning skulle potentiellt kunna öka användningen av virtuella kraftverk på den svenska reservmarknaden vilket i sin tur skulle medföra högre stabilitet på elnätet. Genom att öka stabiliteten på elnätet kan således förnyelsebara energiresurser i sin tur lättare implementeras.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-279520 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Edwall, Bill |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:448 |
Page generated in 0.0016 seconds