Dissertação

{en_GB=Using energy storage systems in electricity markets} {} EVALUATED

{pt=Este estudo identifica a estratégia de operação ótima de sistemas de armazenamento nos mercados de eletricidade, na perspectiva de um participante com um portefólio de energias renováveis. O sistema de armazenamento de energia fornece um serviço de balanço para as fontes renováveis, ao mesmo tempo que realiza arbitragem de energia nos três mercados de curto prazo. As previsões de preços e produção renovável orientam o processo de tomada de decisão da licitação para maximizar o lucro económico dos agentes. Assim, um modelo Long Short-Term Memory (LSTM) foi desenvolvido para prever essas variáveis. Os modelos de apoio à decisão concebidos consideraram as regras de mercado e as restrições técnicas na operação do sistema de armazenamento. A influência dos sistemas de armazenamento na operação ideal, nos custos de regulação e nos lucros é analisada diária e anualmente. A viabilidade económica de baterias de enxofre de sódio, ião lítio, híbrido de zinco e fluxo redox de vanádio, em 2018 e 2025, é estudada. Os resultados sugerem que o uso de técnicas de previsão e a implementação da bateria reduzem drasticamente os custos de regulação. A análise mostra que atuar no mercado de reserva pode ser uma motivação para a viabilização do sistema de armazenamento. A avaliação económica comprova que apenas a bateria de ião lítio é um investimento lucrativo nos anos considerados., en=This study identifies the optimal operating strategy of storage systems on the electricity markets, from the perspective of a market participant with a renewables’ portfolio. The energy storage system provides a balancing service for renewable sources, while also performing energy arbitrage at the considered three short-term markets. Spot price and renewable generation predictions guide the bidding decision-making process to maximise agents’ economic profit. Thus, a Long Short-Term Memory (LSTM) model was developed to forecast these variables. The designed decision support models considered market rules and the technical constraints in the operation of the storage system. The influence of storage systems in the optimal operation, regulation costs and revenues is analysed on a daily and yearly basis. The economic viability of sodium-sulfur, lithium-ion, zinc hybrid and vanadium redox flow batteries in 2018 and 2025 is studied. The results suggest that the use of forecasting techniques and battery implementation sharply reduce regulation costs. The analysis shows that acting in the balancing market can be a motivation for the storage system viability. The economic evaluation proves that only the lithium-ion battery is a profitable investment in the considered years.}
{pt=Renováveis, Sistemas de Armazenamento de Energia, Previsão, Estratégia de Operação Ótima, Mercados de Energia, en=Renewables, Energy Storage Systems, Forecasting, Optimal Operation Strategy, Energy Markets}

Novembro 18, 2020, 10:0

Orientação

ORIENTADOR

Rui Manuel Gameiro de Castro

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado