Λειτουργία αποθηκευτκών σταθμών σε περιβάλλον αγορών ηλεκτρικής ενέργειας

Abstract

Οι φιλόδοξοι στόχοι για επίτευξη υψηλής διείσδυσης ανανεώσιμων πηγών (ΑΠΕ) στο ενεργειακό μείγμα έχουν διανοίξει το δρόμο για την εγκατάσταση και τη λειτουργία σταθμών αποθήκευσης μεγάλης κλίμακας. Παρόλο που η αξία, την οποία προσδίδει η αποθήκευση σε ένα μεγάλο σύστημα ενέργειας, είναι σχετικά εμφανής και απαντάται κυρίως στην μεγαλύτερη απορρόφηση ΑΠΕ, στη μείωση των περικοπών ΑΠΕ και στην οικονομικότερη κάλυψη της αιχμής, αναδύονται θέματα οικονομικής βιωσιμότητας μιας επένδυσης στην εγκατάσταση και στη λειτουργία ενός νέου σταθμού αποθήκευσης, βασισμένος στην τεχνολογία μπαταριών ιόντων-λιθίου. Το μεγάλο πλεονέκτημα της αποθήκευσης είναι η πολυχρηστικότητά της, η οποία την καθιστά ικανή να συσσωρεύει κέρδος από την παροχή διαφορετικών υπηρεσιών στο σύστημα. Ωστόσο, το αναχρονιστικό θεσμικό πλαίσιο που επικρατεί, ακόμα, σε διάφορες αγορές ενέργειας ανά την Ευρώπη και τον κόσμο, σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος εγκατάστασης και συντήρησης, αποτελεί τροχοπέδη για τη ραγδαία εξάπλωσή της. Ο εκσυγχρονισμός και η απελευθέρωση της αγοράς ενέργειας αποτελούν δύο απαραίτητες προϋποθέσεις για την ανάπτυξη αποθηκευτικών σταθμών.

Στην παρούσα εργασία, δομείται ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας το οποίο επιλύεται με τη χρήση του Μεικτού Ακέραιου Γραμμικού Προγραμματισμού. Το σύστημα περιλαμβάνει διάφορους τεχνικούς και λειτουργικούς περιορισμούς θερμικών μονάδων, μεταβλητά και σταθερά κόστη θερμικών μονάδων, απαιτήσεις εφεδρειών, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) και μπαταρία μαζί με τους τεχνικούς και λειτουργικούς της περιορισμούς. Οι προσομοιώσεις πραγματοποιούνται με χαμηλή και με υψηλή διείσδυση ΑΠΕ για δεδομένο φορτίο, αρχικά χωρίς αποθήκευση και στη συνέχεια με αποθήκευση που λειτουργεί ελεύθερα με αντικειμενικό σκοπό την ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους. Επιπροσθέτως, καταστρώνεται βέλτιστη προσφορά αποθήκευσης για συμμετοχή στο ενεργειακό αρμπιτράζ κατά την προ-ημερήσια αγορά, λαμβάνοντας υπόψη μία εκτιμώμενη οριακή τιμή κάθε ώρα. Η προσφορά της αποθήκευσης εισάγεται σε πρόβλημα ελαχιστοποίησης κόστους και αξιολογείται η ένταξή της. Τέλος, γίνεται σύγκριση διάφορων μεγεθών για το σύστημα με υψηλή διείσδυση ΑΠΕ, όταν αυτό λειτουργεί χωρίς αποθήκευση, με αποθήκευση σαν ελεύθερο στοιχείο και με αποθήκευση σε λειτουργία προσφοράς.