18 Ottobre 2018
Strumenti per il dimensionamento e la gestione ottimi di sistemi di accumulo elettrochimico
ai fini dell'erogazione di servizi combinati in potenza attiva Massimo Gallanti - Dario Siface
Agenda
1. Obiettivo
2. Ipotesi di modellazione a. Questioni regolatorie b. Questioni modellistiche
3. Caso Test
Agenda
1. Obiettivo
2. Ipotesi di modellazione a. Questioni regolatorie b. Questioni modellistiche
3. Caso Test
Obiettivo
Un sistema di accumulo può essere utilizzato per fornire diversi servizi: • operare in MGP; • fornire servizi di riserva primaria in potenza; • fornire servizi di riserva secondaria in potenza; • fornire servizi di riserva terziaria; • essere accoppiato a un generatore da FRNP per ridurne
gli sbilanciamenti.
Obiettivo
Un sistema di accumulo può essere utilizzato per fornire diversi servizi: • operare in MGP; • fornire servizi di riserva primaria in potenza; • fornire servizi di riserva secondaria in potenza; • fornire servizi di riserva terziaria; • essere accoppiato a un generatore da FRNP per ridurne
gli sbilanciamenti.
Realizzare uno strumento che dia il dimensionamento ottimo di un SdA in grado di erogare contemporaneamente questi servizi
in termini di Capacità E Potenza P Ripartizione della potenza tra i vari servizi bs
Obiettivo
Un sistema di accumulo può essere utilizzato per fornire diversi servizi: • operare in MGP; • fornire servizi di riserva primaria in potenza; • fornire servizi di riserva secondaria in potenza; • fornire servizi di riserva terziaria; • essere accoppiato a un generatore da FRNP per ridurne
gli sbilanciamenti.
Realizzare uno strumento che dia il dimensionamento ottimo di un SdA in grado di erogare contemporaneamente questi servizi
in termini di Capacità E Potenza P Ripartizione della potenza tra i vari servizi bs
Agenda
1. Obiettivo
2. Ipotesi di modellazione a. Questioni regolatorie b. Questioni modellistiche
3. Caso Test
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• operare in MGP; • fornire servizi di riserva primaria in potenza; • fornire servizi di riserva secondaria in potenza; • fornire servizi di riserva terziaria; • essere accoppiato a un generatore da FRNP per ridurne
gli sbilanciamenti.
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• operare in MGP; • fornire servizi di riserva primaria in potenza; • fornire servizi di riserva secondaria in potenza; • fornire servizi di riserva terziaria; • essere accoppiato a un generatore da FRNP per ridurne
gli sbilanciamenti.
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• fornire servizi di riserva primaria in potenza rapidità di risposta dei SdA Il Codice di Rete (CdR) richiede • Banda minima ±1,5% P sul continente
±10% in SARD ±10% in SICI se in isola
• Remunerazione sotto particolari requisiti di monitoraggio (cfr. Allegato A.73 CdR)
• Risposta in base al grado di statismo
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• fornire servizi di riserva primaria in potenza rapidità di risposta dei SdA Il Codice di Rete (CdR) richiede • Banda minima ±1,5% P sul continente
±10% in SARD ±10% in SICI se in isola
• Remunerazione sotto particolari requisiti di monitoraggio (cfr. Allegato A.73 CdR)
• Risposta in base al grado di statismo
FACILMENTE IMPLEMENTABILE
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• fornire servizi di riserva secondaria in potenza rapidità di risposta dei SdA Il Codice di Rete (CdR) richiede • Banda minima
o ±15% P per le unità idroelettriche o max(±10% P, 6MW) per unità termoelettriche
• Remunerazione in base a partecipazione MSD/MB • Risposta in base a segnale inviato da TERNA • Garanzia della fornitura per almeno 2h
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• fornire servizi di riserva secondaria in potenza rapidità di risposta dei SdA Il Codice di Rete (CdR) richiede • Banda minima
o ±15% P per le unità idroelettriche o max(±10% P, 6MW) per unità termoelettriche
• Remunerazione in base a partecipazione MSD/MB • Risposta in base a segnale inviato da TERNA • Garanzia della fornitura per almeno 2h
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• fornire servizi di riserva secondaria in potenza rapidità di risposta dei SdA Il Codice di Rete (CdR) richiede • Banda minima
o ±15% P per le unità idroelettriche o max(±10% P, 6MW) per unità termoelettriche
• Remunerazione in base a partecipazione MSD/MB • Risposta in base a segnale inviato da TERNA • Garanzia della fornitura per almeno 2h
FACILMENTE IMPLEMENTABILE
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• fornire servizi di riserva secondaria in potenza rapidità di risposta dei SdA Il Codice di Rete (CdR) richiede • Banda minima
o ±15% P per le unità idroelettriche o max(±10% P, 6MW) per unità termoelettriche
• Remunerazione in base a partecipazione MSD/MB • Risposta in base a segnale inviato da TERNA • Garanzia della fornitura per almeno 2h
NECESSARIO STUDIO STATISTICO SU ESITI MSD/MB
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• fornire servizi di riserva terziaria in potenza 3 tipologie: • riserva pronta (→sostituzione secondaria): attivazione in 15’ velocità e continuità (come richiesto da ENTSO-E) • riserva rotante (→sostituzione secondaria): attivazione in 15’ durata minima 120’ • riserva di sostituzione (→sostituzione terziaria): attivazione in 120’ durata indefinita
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• fornire servizi di riserva terziaria in potenza 3 tipologie: • riserva pronta (→sostituzione secondaria): attivazione in 15’ velocità e continuità (come richiesto da ENTSO-E) • riserva rotante (→sostituzione secondaria): attivazione in 15’ durata minima 120’ • riserva di sostituzione (→sostituzione terziaria): attivazione in 120’ durata indefinita
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• fornire servizi di riserva terziaria rotante: • attivazione in 15’ • durata minima 120’
• Remunerazione in base a partecipazione MSD/MB
FACILMENTE IMPLEMENTABILE
NECESSARIO STUDIO STATISTICO SU ESITI MSD/MB
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• essere accoppiato a un generatore da FRNP per ridurne gli sbilanciamenti: • «remunerazione» secondo disciplina degli
sbilanciamenti (111/06 e smi)
Questioni regolatorie Ipotesi di modellazione
• essere accoppiato a un generatore da FRNP per ridurne gli sbilanciamenti: • «remunerazione» secondo disciplina degli
sbilanciamenti (111/06 e smi)
PREZZI DEFINITI ESOGENAMENTE
Agenda
1. Obiettivo
2. Ipotesi di modellazione a. Questioni regolatorie b. Questioni modellistiche
3. Caso Test
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
• Valorizzazione dei servizi in input Localizzazione sulla rete «nota»
• Orizzonte di simulazione 1y (8760h)
• SdA costituito da elementi con rapporto fisso CP
Trovare il numero N di elementi
• Obiettivo: maxricavi annuali
costi di investimento~
𝟏
ROI
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
Dettaglio temporale • MGP: 1h • riserva primaria in potenza ~100ms • riserva secondaria in potenza ~4s (1’ dati pubblici) • riserva terziaria 15’ • ridurne sbilanciamenti da FRNP 15’
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
Dettaglio temporale • MGP: 1h • riserva primaria in potenza ~100ms • secondaria in potenza ~4s (1’ dati pubblici) • riserva terziaria 15’ • ridurne sbilanciamenti da FRNP 15’
315 360 000ds/y
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
Dettaglio temporale • MGP: 1h • riserva primaria in potenza ~100ms • secondaria in potenza ~4s (1’ dati pubblici) • riserva terziaria 15’ • ridurne sbilanciamenti da FRNP 15’
input
SEPARARE GLI EFFETTI SU DIVERSE SCALE TEMPORALI?
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
SdA q q h
p ph
h<1 efficienza
NON VALE LA SOVRAPPOSIZIONE
DEGLI EFFETTI
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
Dettaglio temporale • MGP: 1h • riserva primaria in potenza ~100ms • secondaria in potenza ~4s (1’ dati pubblici) • riserva terziaria 15’ • ridurne sbilanciamenti da FRNP 15’
input
UTILIZZARE MEDIE SUI 15’?
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
Dettaglio temporale • MGP: 1h • riserva primaria in potenza ~100ms • secondaria in potenza ~4s (1’ dati pubblici) • riserva terziaria 15’ • ridurne sbilanciamenti da FRNP 15’
input
UTILIZZARE MEDIE SUI 15’? SOTTOSTIMA DELLE PERDITE
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
Dettaglio temporale: 1’ MA 3 sottointervalli di ampiezza variabile per
• primaria in erogazione • primaria in banda morta • primaria in assorbimento sottointervallo 𝒑𝟏𝒔 = 𝒑𝟏 𝒕 𝒅𝒕
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
Dettaglio temporale: 1’ (525 600 min/y)
MA 3 sottointervalli di ampiezza variabile per • primaria in erogazione • primaria in banda morta • primaria in assorbimento sottointervallo 𝒑𝟏𝒔 = 𝒑𝟏 𝒕 𝒅𝒕
MIGLIOR COMPROMESSO DIMENSIONI DEL PROBLEMA
vs CONTABILIZZAZIONE PERDITE
Questioni modellistiche Ipotesi di modellazione
Ripartizione della potenza sui servizi: • MGP: price taker; • riserva primaria: semibanda minima secondo CdR; • riserva secondaria: semibanda minima secondo CdR; • riserva terziaria; • riduzione sbilanciamenti da FRNP: 𝒑𝒔𝒃𝒊𝒍 ≤ 𝒎𝒂𝒙(𝒔𝒃𝒊𝒍)
Agenda
1. Obiettivo
2. Ipotesi di modellazione a. Questioni regolatorie b. Questioni modellistiche
3. Caso Test
Dati Caso Test
Unità accumulo: • P = 200kW • C = 400kWh • costo: 750€/kWh
FRNP: eolico Prezzi: da scenari RSE Df: da rilevazioni RSE
semibanda secondaria: dati pubblici TERNA secondaria: sempre chiamata sbilanciamento: simulazione RSE terziaria
Risultati – Ripartizione sui Servizi Caso Test n beta1 beta2 beta_MGP beta_sb
1 0.45 0.35 0.1 0.1 2 0.45 0.35 0.1 0.1 3 0.45 0.35 0.1 0.1 4 0.45 0.35 0.1 0.1 5 0.45 0.35 0.1 0.1 6 0.45 0.35 0.1 0.1 7 0.45 0.35 0.1 0.1 8 0.45 0.35 0.1 0.1 9 0.45 0.35 0.1 0.1
10 0.45 0.35 0.1 0.1 20 0.45 0.35 0.1 0.1 30 0.45 0.35 0.1 0.1 40 0.45 0.35 0.1 0.1 50 0.45 0.35 0.1 0.1 60 0.45 0.35 0.1 0.1 70 0.45 0.35 0.1 0.1 80 0.45 0.35 0.1 0.1 90 0.45 0.35 0.1 0.1
100 0.45 0.35 0.1 0.1
Risultati – Ripartizione sui Servizi Caso Test n beta1 beta2 beta_MGP beta_sb
1 0.45 0.35 0.1 0.1 2 0.45 0.35 0.1 0.1 3 0.45 0.35 0.1 0.1 4 0.45 0.35 0.1 0.1 5 0.45 0.35 0.1 0.1 6 0.45 0.35 0.1 0.1 7 0.45 0.35 0.1 0.1 8 0.45 0.35 0.1 0.1 9 0.45 0.35 0.1 0.1
10 0.45 0.35 0.1 0.1 20 0.45 0.35 0.1 0.1 30 0.45 0.35 0.1 0.1 40 0.45 0.35 0.1 0.1 50 0.45 0.35 0.1 0.1 60 0.45 0.35 0.1 0.1 70 0.45 0.35 0.1 0.1 80 0.45 0.35 0.1 0.1 90 0.45 0.35 0.1 0.1
100 0.45 0.35 0.1 0.1
Risultati – Ripartizione sui Servizi - sensitivity Caso Test
CP
=2 CP
=1 CP
=2;psbil
n beta1 beta2 beta_MGP beta_sb
1 0.45 0.35 0.1 0.1
2 0.45 0.35 0.1 0.1
3 0.45 0.35 0.1 0.1
4 0.45 0.35 0.1 0.1
5 0.45 0.35 0.1 0.1
6 0.45 0.35 0.1 0.1
7 0.45 0.35 0.1 0.1
8 0.45 0.35 0.1 0.1
9 0.45 0.35 0.1 0.1
10 0.45 0.35 0.1 0.1
20 0.45 0.35 0.1 0.1
30 0.45 0.35 0.1 0.1
40 0.45 0.35 0.1 0.1
50 0.45 0.35 0.1 0.1
60 0.45 0.35 0.1 0.1
70 0.45 0.35 0.1 0.1
80 0.45 0.35 0.1 0.1
90 0.45 0.35 0.1 0.1
100 0.45 0.35 0.1 0.1
beta1 beta2 beta_MGP beta_sb
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
beta1 beta2 beta_MGP beta_sb
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
Risultati – Ripartizione sui Servizi - sensitivity Caso Test
CP
=2 CP
=1 CP
=2;psbil
n beta1 beta2 beta_MGP beta_sb
1 0.45 0.35 0.1 0.1
2 0.45 0.35 0.1 0.1
3 0.45 0.35 0.1 0.1
4 0.45 0.35 0.1 0.1
5 0.45 0.35 0.1 0.1
6 0.45 0.35 0.1 0.1
7 0.45 0.35 0.1 0.1
8 0.45 0.35 0.1 0.1
9 0.45 0.35 0.1 0.1
10 0.45 0.35 0.1 0.1
20 0.45 0.35 0.1 0.1
30 0.45 0.35 0.1 0.1
40 0.45 0.35 0.1 0.1
50 0.45 0.35 0.1 0.1
60 0.45 0.35 0.1 0.1
70 0.45 0.35 0.1 0.1
80 0.45 0.35 0.1 0.1
90 0.45 0.35 0.1 0.1
100 0.45 0.35 0.1 0.1
beta1 beta2 beta_MGP beta_sb
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
0.53 0.25 0.12 0.1
beta1 beta2 beta_MGP beta_sb
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
0.45 0.35 0.1 0.1
• Poco significativo MGP e riduzione sbilanci FRNP Utile valutare completo accoppiamento SdA-FRNP