Optionen zur Integration von Hybriden in Stromgroßhandelsmärkte verstehen

Berkeley Lab-EPRI-Studie quantifiziert die Vor- und Nachteile mehrerer Beteiligungsmodelle für Hybridkraftwerke
In den USA sind Hybridspeicherprojekte im Versorgungsmaßstab auf dem Vormarsch. Das Wachstum dieser einzigartigen Ressourcen – die Batteriespeicher und eine separate Technologie, oft Solar- oder Windenergie, hinter demselben Verbindungspunkt umfassen – schafft Unsicherheit für Systembetreiber, die damit zu kämpfen haben mit effizienten und zuverlässigen Möglichkeiten, sie zu betreiben. Eine unmittelbare Herausforderung besteht darin, hybride Ressourcen in Marktclearing-Software richtig darzustellen, was die Definition eines Modells für ihre Teilnahme an Stromgroßhandelsmärkten erfordert.

Um Systembetreibern dabei zu helfen, hybride Ressourcen besser zu verstehen und zu nutzen, freut sich Berkeley Lab, die Veröffentlichung davon bekannt zu geben Bericht zur Integration von Hybriden in Stromgroßhandelsmärkte. Durch den Vergleich der Auswirkungen verschiedener hybrider Beteiligungsmodelle in einem realistisch simulierten Stromgroßhandelsmarkt bietet die Studie spezifische Kennzahlen zur Quantifizierung der Vor- und Nachteile jedes einzelnen Modells. Die Beteiligungsmodelle wurden in mehreren Dimensionen bewertet: die Auswirkungen auf die Gesamtsystemzuverlässigkeit, die wirtschaftliche Effizienz, die Fähigkeit des Marktes, auf die volle Leistungsfähigkeit von Hybridfahrzeugen zuzugreifen, und die Rentabilität der Anlagen.

Ansatz

Die in Zusammenarbeit mit dem Electric Power Research Institute (EPRI) durchgeführte Studie bewertete die Auswirkungen verschiedener Ebenen hybrider Ressourcen auf ein Beispielsystem (die New York State Control Area), um sowohl wirtschaftliche als auch Zuverlässigkeitskennzahlen zu quantifizieren. Der Schwerpunkt lag auf der hybriden Teilnahme an Day-Ahead-Energiemärkten mit einem Echtzeit-Ausgleichsmechanismus, um sicherzustellen, dass die Kennzahlen die Auswirkungen von Prognosefehlern aufgrund der Last oder schwankender Energieressourcen realistisch erfassen. Die Szenarien umfassten die beiden wichtigsten Modellierungsoptionen, die derzeit für die Beteiligung hybrider Ressourcen an Großhandelsmärkten untersucht werden, nämlich:

• Integriertes Hybridressourcenmodell (1R)Dabei stellen Marktteilnehmer für jedes Marktintervall eine Reihe gepaarter Preis-/Mengenangebote bereit und strukturieren diese Angebote entsprechend Maximieren Sie den Gewinn und versuchen Sie gleichzeitig, einen machbaren Zeitplan einzuhalten.
• Separates Co-Location-Ressourcenmodell (2R)wobei Marktteilnehmer für jedes Marktintervall ein einziges Preis-/Mengenangebot abgeben können, aber andere Informationen (z. B. Prognosen zu erneuerbaren Ressourcen und Informationen zum Speicherladezustand) übermitteln, damit die Marktbereinigungssoftware dies tun kann Optimieren Sie die Ressource, um die Kosten im gesamten System zu minimieren.

Abb. 1: Verschiedene Konfigurationen hybrider Speicherressourcen-Beteiligungsmodelle.

Wichtigste Erkenntnisse

Die Studie bietet Schlussfolgerungen in einer Reihe wichtiger Bereiche:

• Wirtschaftliche Effizienz. Das 2R-Modell bietet im Allgemeinen größere Kosteneinsparungen, aber die Effizienzunterschiede zwischen den Beteiligungsmodellen waren in dieser Fallstudie nicht signifikant.
• Systemzuverlässigkeit. In dieser Fallstudie wurden keine messbaren Auswirkungen beobachtet, da eine ausreichende Schnellstartfähigkeit in der Lage war, unrealistische Batterieladezustände und schwankende Prognosefehler bei den Energieressourcen zu bewältigen.
• Vermögensgewinne und Anreize. Das 2R-Modell bietet im Vergleich zum 1R-Modell kurzfristig höhere Gewinne.
• Die Fähigkeit von Hybriden, unterschiedliche Echtzeit-Betriebsstrategien zu verfolgen. Beim 1R-Modell wurde häufiger die Unfähigkeit beobachtet, einen Day-Ahead-Zeitplan einzuhalten.
• Zahlungen laden. Diese hängen von den freigegebenen Energiepreisen der Hybridfahrzeuge ab und können je nach Gebotsstrategie und Überlegungen zum Batterieladezustand erheblich variieren.
• Recheneffizienz. Das 2R-Modell erhöht die Rechenkomplexität und die Lösungszeit mit zunehmender Anzahl von Hybriden.
• Handelsstrategien. Während die Angebotsstrategien für eine Studienumgebung als Stand der Technik galten, könnten empirische Angebote von operativen Hybriden dazu beitragen, diese Ergebnisse zu untermauern, da Hybridressourcen eine größere Rolle auf den Märkten zu spielen beginnen.

Allgemein, Die Studie bestätigt die aktuellen Vorteile des Separate Co-Locationed Resource Model (2R) über das integrierte Hybrid-Ressourcenmodell (1R) unter verschiedenen Ressourcenmixen und Marktpraktiken. Erfahrungen aus der Praxis scheinen diese Schlussfolgerung zu bestätigen, da sich die meisten Hybridfahrzeuge für das 2R-Modell entscheiden und einige ISOs/RTOs noch kein 1R-Modell anbieten. Ob und wie lange diese Präferenz anhalten wird, ist angesichts möglicher Änderungen im Ressourcenmix, im Marktdesign und in der Rechenkomplexität unklar. Die Einführung komplexer aggregierter Ressourcen, etwa mit mehr als zwei Technologien, würde zusätzliche Herausforderungen mit sich bringen.

Den vollständigen Bericht sowie eine Briefing-Folie finden Sie unter https://emp.lbl.gov/publications/integration-hybrids-wholesale-power.

Aktuelle Trends zu Hybridkraftwerken in den Vereinigten Staaten finden Sie unter https://emp.lbl.gov/hybrid.

Wir danken dem Büro für Energieeffizienz und erneuerbare Energien des US-Energieministeriums Und Amt für Elektrizität für die Unterstützung dieser Arbeit.

Mit freundlicher Genehmigung von Strommärkte und -politik (EMP)

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