Today, power grids are designed as a traditional large-scale centralized generation. However, as more renewable asynchronous resources are integrated, the share of rotating synchronous machines decreases. These asynchronous resources lack the inherent inertia from conventional generation, resulting in new challenges in power grid management. Without proper measures, the frequency might deviate significantly during system disruptions. During a frequency deviation, the power system operator activates power reserves to mitigate and maintain the balance. Currently, these reserves the vast majority of hydropower. New technologies for providing these reserves are needed with increasing intermittent power generation. One potential technical asset to reduce these challenges resides in demand-side energy flexibility. Demand-side energy flexibility for residential has mostly been large, but disregarded resources since small individual consumers lack the required capacity to provide ancillary services. This necessitates the need for aggregation as a possible solution. This master thesis aims to investigate the economic potential for utilizing demand response, battery energy storage systems, and electric vehicle charging as a resource for frequency containment reserves to stabilize the power system. The thesis investigates the demand-flexibility for each asset based on residential behavior to determine the complete potential regarding requirements set by the system operator. The study also investigates how ABB AbilityTM OPTIMAX®, as an optimization tool, could optimize the model’s energy demand to generate increased energy cost savings. The results of the investigation’s indicate great potential for all assets when aggregated, especially the aggregation of the battery energy storage system and the wastewater heat pump system. The study showed the tool ABB AbilityTM OPTIMAX®’s energy-saving potential, especially when integrating the model with photovoltaic generation with battery energy storage systems. Observations that led to further discussions included whether oversizing assets could be an option to increase demand flexibility and revenue. / Dagens elnät är konstruerat som en storskalig centraliserad production. Men,när integration av förnyelsebar och asynkrona prodcunter ökar, minskar andelenroterande synkrona generatorer. Dessa asynkrona system tillhandahåller dennaturliga trögheten som konventionella system med roterande massa. Dettamedför nya utmaningar för hantering och kontroll av elnätet. Utan tillräckligaåtgärder kan frekvensen avvika betynade vid ett systemfel. Vid händele av ettsystemfel aktiverar kraftsystemoperatören olika stödtjänster för att minimeraoch balansera frekvensen. I dagsläget står vattenkraften för den absolut störstaandelen av stödtjänster. Med en fortsatt ökande andel av förnyelsebara energislag,kommer det att krävas ytterligare teknologier. En möjligt teknisk lösning äratt utnyttja den redan befintliga förbrukningsflexibiliteten i bostadshus. Närman tidigare räknat på förbrukningsflexibiliteten i bostadshus har man oftabortsett från små och mindre laster då dessa enskilda laster ofta saknar denkapacitet som krävs för att bidra på balansmarknade, vilket kan lösas genomatt aggregera dessa mindre, individuella laster. Målet med detta examensarbeteär att undersöka den ekonomiska potentialen genom att utnyttja den befintligaoch outnyttjade förbrukningsflexibiliteten hos laster i ett bostadsområde genomatt som en resurs bidra med stödtjänster till elnätet . Dessa laster är ventilation,spillvattenvärmepump, belysning, elbilsladdning och batterilagring. För attbestämma den total tillgängliga kapaciteten undersöker även studien varje enskildtillgångs förbrukningsflexibilitet, vilket beror av boendes vanor, väderlek, mm.Slutligen undersöker även studien möjliga energikostnadsbesparingar med attanvända ABBs optimeringsprogram ABB Ability™ OPTIMAX®. Resultatenfrån stuiden visar på stora potentiella ekonomiska inkomster för alla tillgångar,speciellt för batteri system samt spillvattenvärmepumpen. Studien visade ävenpå goda energikostnadsbesparingar genom att använda ABB Ability™ OPTIMAX®,speciellt vid integrering av solcellsproduktion och batteri systemen. Observationersom ledde till ytterligare diskussioner var om överdimensionering av tillgångarkan vara ett alternativ för att öka förbrukningsflexibiliteten och de potentiellaintäkterna.3
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:umu-225776 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Eriksson, Erik |
| Publisher | Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik, Erik Eriksson |
| 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 |
Page generated in 0.0015 seconds