The unpredictability and variability of wind power generation can pose an economical risk to the wind power producer when participating in the day-ahead market and delivering the committed generation. These risks come from the creation of imbalances due to a mismatch between the sold and real generation fed to the grid. Energy Storage System (ESS) are a good solution for the wind power producer to plan the operation of the wind farm once the day-ahead market prices are cleared. However, depending on the price forecasts and wind generation, one type of storage technology might be more optimal than others. This is due to the fact that lithium-ion batteries have costs, power and energy ratings and limits that differ from other ESS (vanadium redox flow batteries, supercapacitors, pumped hydro or even other lithium-ion batteries with different chemistries). Hence, a multi-energy storage system technology solution can be proposed to be combined with a wind farm in order to both optimise the bids in the day-ahead market and to take part in current and emerging electricity markets. For this purpose, a mathematical model has been developed, and it provides the optimal bidding strategy to the day-ahead market and the most convenient operational planning for the energy storage systems. Based on the expected daily profits, a yearly stream of revenues is obtained and an overall techno-economical assessment is provided. The results show that, with the current capital costs of energy storage systems, the multi-ESS hybrid wind farm would recover the initial investment after 2-5 years depending on the ESS combinations. Moreover, the wind power producer would need an extra stream of revenues in order for it to be more profitable than the wind farm operating without storage blocks. / Den oförutsägbara och varierande vindkraftsproduktionen kan utgöra en teknisk och ekonomisk risk för vindkraftsproducenten när denne deltar i dayahead-marknaden och levererar den sålda energin. Dessa risker beror på att det uppstår obalanser på grund av bristande överensstämmelse mellan den sålda och den verkliga produktionen som matas in i nätet. Energilagringssystem (ESS på engelska) är en bra lösning för vindkraftsproducenten för att planera driften av vindkraftparken när priserna på dagen före marknaden är klara. Beroende på prisprognoserna och vindkraftsproduktionen kan dock en typ av lagringsteknik vara mer optimal än andra. Detta beror på att litiumjonbatterier har kostnader, effekt- och energimärkningar och gränser som skiljer sig från dem som gäller för vanadiumredoxflödesbatterier, superkondensatorer, pumpad vattenkraft eller till och med andra litiumjonbatterier med olika kemiska sammansättningar. Därför kan man använda en teknisk lösning med olika typer av energilager som kombineras för att både optimera budgivningen på day-ahead-marknaden och för att delta i nuvarande och nya elmarknader. För detta ändamål har en matematisk modell utvecklats som ger den optimala budstrategin för day-ahead-marknadenochdenmestpraktiskadriftsplaneringen för energilagringssystemen. På grundval av de förväntade dagliga vinsterna erhålls en årlig intäktsström och en övergripande teknisk-ekonomisk bedömning görs. Resultaten visar att med de nuvarande kapitalkostnaderna för energilagringssystem skulle återbetalningstiden för en vindkraftpark med flera olika energilager vara 2-5 år beroende på vilka energilager som kombinerats. Dessutom skulle vindkraftsproducenten behöva en extra intäktsström för att bli mer lönsam än en vindkraftpark som drivs utan lagringsblock.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-319778 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Ortega Paredes, Javier |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:281 |
Page generated in 0.0031 seconds