Elnätet är ett komplext och viktigt system som konstruerats som en av de mest imponerande bedrifterna under ingenjörskonstens moderna tid. Det överför elektrisk energi till otaliga byggnader, industrier, skolor och hem. Och alltsammans sker konstant, varje minut av varje dag, året runt. Grundbulten i systemet är den att en ständig balans måste råda mellan produktion och förbrukning av elektricitet. Vid obalans riskerar nämligen strömavbrott och andra oönskade företeelser att inträffa. Huruvida produktion och förbrukning av elektricitet är i nivå kan beskrivas av elnätets frekvens. Genom att övervaka elnätsfrekvensens beteende fås en överskådlig bild av elnätets status i realtid samtidigt som stödtjänster kan implementeras proaktivt för att motverka eventuella störningar. Tidigare har dessa stödtjänster främst representerats av stora aktörer såsom vattenkraftsanläggningar med enorma förutsättningar för att agera som reglerkraft. I takt med en omställning till en alltmer förnybar energipalett ökar dock behovet av ny reglerkraft. Samtidigt syns ett accelererande av installering av batterilager i bostadsrättsföreningar som energieffektiviserar. Eventuellt finns här en outforskad potential. Möjligen kan batterilager i flerbostadshus utnyttjas för frekvensreglering som en ytterligare balanskraft för elnätet. Projektarbetet syftade till att utreda potentialen kring batteristyrd mFRR-reglering från flerbostadshus. För att utvärdera den eventuella lönsamheten modellerades batteristyrningen i MATLAB. Modellen baserades främst på historiska data för upp- och nedregleringsbud från Nord Pool. I och med kravet på 1 MWh som minsta budstorlek på marknaden gjordes antagandet att vid varje regleringstillfälle reglerar batterilagret i aggregation med andra batterilager som tillsammans täcker den totala kapaciteten på 1 MWh. Modellen fungerar på så sätt att varje uppreglering föranleds av en uppladdning av batterilagret via antingen nedreglering eller spotpriser. Beroende på vilket alternativ som är mest lönsamt. Vidare gjordes antagandet att inga uppregleringsbud sker i två påföljande timmar. Studiens mest lönsamma resultat genererades då batterilagret modellerades för att anta ett uppregleringsbud per dygn med det extra villkoret att samtliga bud som understiger 300 SEK/MWh förkastas. Vid dessa kriterium erhölls ett positivt årligt resultat om 149 100 kr från 306 battericykler. Med endast frekvensreglering som användningsområde för batterilagret konkluderade dock studien att, det positiva resultatet till trots, ingen lönsamhet kunde uppnås. Investeringskostnaden är nämligen ännu för hög. Å andra sidan tyder teknologiska framsteg inom batterisektorn på en avtagande kostnadsutveckling. Vid år 2030 väntas nämligen priset för batterilager vara 225 USD/kWh, vilket skulle förbättra resultaten från denna rapport. / The electricity grid is a exceptionally sophisticated and crucial system which was created as one of the most impressive accomplishments in modern engineering. It transmits electrical energy to innumerable buildings, factories, schools and homes. And it can never stop. The system relies on the constant balance between generated and consumed electricity. Should an imbalance occur, it might give rise to power outages or failures in appliances on the grid. Whether or not generated and consumed electricity is at balance is determined by the grid frequency. By surveilling how the grid frequency behaves, an overview of the complete system can be obtained in real time. This is useful when it comes to deciding on whether or not to implement supporting mechanisms to counteract disturbances. The supporting mechanisms were historically represented by large facilities such as water power plants who possess great abilities of regulating the power balance on the grid. With the ongoing switch to renewables the need for more regulating power increases. At the same time installments of battery storage in energy efficient housing can be seen as accelerating. Here might be an untapped potential. What if battery storage in residential properties were utilized for frequency regulation as an additional balancing tool for the grid? The intent with this report was to outline the potential regarding power regulating via battery storages in multifamily residentials. In order to evaluate whether or not any profit could be redeemed, a battery control model was developed in MATLAB. The model was primarily based on historic data for regulating bids from Nord Pool. Since requirements on the market states that the lowest bid needs to be at least 1 MWh, the assumption was made that at every regulating occasion the battery regulates in aggregation with more batteries for a total capacity of 1 MWh. The objective of the model is to charge the battery using either spot price or down-regulating bids. Thereafter, an up-regulating bid is chosen. The assumption was made that no subsequent up-regulating bids were chosen. The most profitable optimization of the model was generated when 1 up-regulating bid was chosen per day with the additional condition that all bids under 300 SEK/MWh were rejected. At these criteria a yearly positive result of 149 100 kr was generated from 306 battery cycles. With frequency regulation as sole application for the battery storage, the study concluded that the model was not profitable. The cost of investment is yet too high. On the other hand, technological improvements will surely amount to declining prices. By year 2030 the price of battery storage may have fallen to 225 USD/kWh, which would improve the results in this study.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-444706 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Holm, Ludvig, Mattiasson, Per |
| Publisher | Uppsala universitet, Institutionen för materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | MATVET-F |
Page generated in 0.0029 seconds