Optimale Bewirtschaftung eines Pools von thermischen Speichern

Transkript

1 Optimale Bewirtschaftung eines Pools von thermischen Speichern Innovationsgruppe Speicher/Wärmetauscher energie-cluster.ch 17. Okt. 2013, Luzern Samuel Pfaffen

2 Optimale Verwertung der Flexibilität von thermischen Speichern Phase 1: Simulator für Potentialabschätzung, Feb Okt Phase 2: Pilotprojekt, Sept Dez Okt V1.00 2

3 Motivation Optimale Verwertung der Flexibilität von thermischen Speichern Beispiele: Wärmebedarf dann decken, wenn die Strompreise tief sind (optimaler Day-ahead-Einkauf) Einzelne Wärmepumpen abschalten, wenn die Netzlast hoch ist (Peak-Shaving) Wärmepumpen zu-/abschalten, wenn die Stromproduktion und die Netzlast nicht im Gleichgewicht sind (Regelleistung) Den steilen Rampen der Produktion aus erneuerbaren Energien folgen (Intraday-Handel) Gezieltes vorausschauendes Überheizen, wenn in den Folgetagen eine Kältewelle droht (Komfortvorgaben) 17. Okt V1.00 3

4 Intraday-Strommarkt (DE) Beispiel: 2./3. Oktober Okt V1.00

5 Markt: Tertiärregelleistung TRL- Preise für h-blöcke ( Jun Sept 2013) TRL- Verbrauch Produktion TRL+ (Quelle: Swissgrid) 17. Okt V1.00 5

6 Anlagemodell 17. Okt V1.00 6

7 Konzept des Simulators Übertragungsnetzbetreiberin Handel externe Inputs externe Inputs 2 6 TRL Auktion TRL Abruf TRL Angebote Akzeptiert j/n TRE Preise 1 3 TRL Optimierung TRE Optimierung TRL Abruf Monitoring Strommarkt Energie-Contracting 8 Betriebsoptimierung & Steuerung der thermischen Lasten Sollwerte Leistung Eigenschaften aggregierter Speicher 7 Leittechnik TRL Verteiler Fahrpläne 5 Fah rplanoptimierung Intraday-Optimierun g Strom-Beschaffung day-ahead intraday Eigenschaften aggregierter Speicher D-2/- D-1 D Zeitachse 17. Okt V1.00 7

8 Konzept des Simulators Übertragungsnetzbetreiberin Handel externe Inputs externe Inputs 2 6 TRL Auktion TRL Abruf TRL Angebote Akzeptiert j/n TRE Preise 1 3 TRL Optimierung TRE Optimierung TRL Abruf Monitoring Strommarkt Energie-Contracting 8 Betriebsoptimierung & Steuerung der thermischen Lasten Sollwerte Leistung Eigenschaften aggregierter Speicher 7 Leittechnik TRL Verteiler Fahrpläne 5 Fah rplanoptimierung Intraday- Optimierung Strom-Beschaffung day-ahead intraday Eigenschaften aggregierter Speicher D-2/- D-1 D Zeitachse 17. Okt V1.00 8

9 TRL Optimierung 1 ex ante Simulation! 17. Okt V1.00 9

10 1 Grafische Darstellung der Resultate der TRL Optimierung eines einzelnen Tages TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/- TRL+/ MW MW MW MW MW MW MW MW MW MW MW MW MW MW MW MW MW MW M W MW MW MW MW MW MW MW MW x 10 Kosten (+) & Profit(-) EUR dayahead TRL+ TRL- intraday 1h intraday 15m power balancing TRE q soft constraints soc deviation delta Pel next day energy cost x 10 Total 3 EUR Okt V

11 Konzept des Simulators Übertragungsnetzbetreiberin Handel externe Inputs externe Inputs 2 6 TRL Auktion TRL Abruf TRL Angebote Akzeptiert j/n TRE Preise 1 3 TRL Optimierung TRE Optimierung TRL Abruf Monitoring Strommarkt Energie-Contracting 8 Betriebsoptimierung & Steuerung der thermischen Lasten Sollwerte Leistung Eigenschaften aggregierter Speicher 7 Leittechnik TRL Verteiler Fahrpläne 5 Fah rplanoptimierung Intraday- Optimierung Strom-Beschaffung day-ahead intraday Eigenschaften aggregierter Speicher D-2/- D-1 D Zeitachse 17. Okt V

12 2 Grafische Darstellung der Resultate der TRL- Auktion eines Tages Merit Order für den TRL- 00:00-0: CHF/MW MW fremde akzeptierte Angebote fremde nicht akzeptierte Angebote eigene akzeptierte Angebote eigene nicht akzeptierte Angebote Stufenangebote 17. Okt V

13 Konzept des Simulators Übertragungsnetzbetreiberin Handel externe Inputs externe Inputs 2 6 TRL Auktion TRL Abruf TRL Angebote Akzeptiert j/n TRE Preise 1 3 TRL Optimierung TRE Optimierung TRL Abruf Monitoring Strommarkt Energie-Contracting 8 Betriebsoptimierung & Steuerung der thermischen Lasten Sollwerte Leistung Eigenschaften aggregierter Speicher 7 Leittechnik TRL Verteiler Fahrpläne 5 Fah rplanoptimierung Intraday-Optimierun g Strom-Beschaffung day-ahead intraday Eigenschaften aggregierter Speicher D-2/- D-1 D Zeitachse 17. Okt V

14 Konzept des Simulators Übertragungsnetzbetreiberin Handel externe Inputs externe Inputs 2 6 TRL Auktion TRL Abruf TRL Angebote Akzeptiert j/n TRE Preise 1 3 TRL Optimierung TRE Optimierung TRL Abruf Monitoring Strommarkt Energie-Contracting 8 Betriebsoptimierung & Steuerung der thermischen Lasten Sollwerte Leistung Eigenschaften aggregierter Speicher 7 Leittechnik TRL Verteiler Fahrpläne 5 Fah rplanoptimierung Intraday- Optimierung Strom-Beschaffung day-ahead intraday Eigenschaften aggregierter Speicher D-2/- D-1 D Zeitachse 17. Okt V1.00 1

15 5 Intraday-Optimierung 17. Okt V

16 5 Intraday-Optimierung 17. Okt V

17 5 Intraday-Optimierung 17. Okt V

18 5 Intraday-Optimierung 17. Okt V

19 5 Intraday-Optimierung 17. Okt V

20 Resultate Simulation Basisfall Jahr 2012 Heutige Situation Optimale Bewirtschaftung ohne Anlagemodifikationen 17. Okt V

21 Fazit Thermische Speicher bieten ein attraktives Lastverschiebungspotenzial Das Speichervermögen von Gebäuden und eine vorausschauende Betriebsweise versprechen die grösste Wirtschaftlichkeit Überheizen oder Unterkühlen führen zu einem Mehrverbrauch an Strom und somit zu lokal sinkender Energieeffizienz aber steigender Systemeffizienz Der Anlagenbetreiber braucht einen finanziellen Anreiz, damit er mitmacht (dynamische Tarife) Es braucht Schnittstellen zwischen den Automatisierungswelten von Anlagen und Gebäuden und denen von Stromnetzen und Kraftwerken Komfort und thermische Behaglichkeit dürfen nicht vergessen werden 17. Okt V

22 Ausblick Pilotprojekt mit ewz, Sept Dezember Okt V

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 17. Okt V