Technisch-wirtschaftliche Optimierung der Teilnahme einer Großbatterie am Markt für Primärregelleistung. Rita Kunert Reiner Lemoine Institut ggmbh

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1 Technisch-wirtschaftliche Optimierung der Teilnahme einer Großbatterie am Markt für Primärregelleistung Rita Kunert Reiner Lemoine Institut ggmbh 1 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

2 Das Projekt SmartPowerFlow (SPF) Analyse netzdienlicher Speicherbetriebsweisen Vergleich von Geschäftsmodellen Verteilnetzentlastung Geschäftsmodell Analyse netzdienliche PRL-Erbringung 2 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

3 Netzdienlicher PRL-Batteriespeicherbetrieb netzdienliches Verhalten Q in Abhängigkeit von lokaler Netzspannung U verursacht Energieverbrauch keine marktliche Koordination Primärregelleistungsmarkt P in Abhängigkeit von Netzfrequenz f Mindestgebotsgröße 100% Verfügbarkeit 3 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

4 Erbringung von Primärregelleistung durch Speicher ohne Betriebsstrategie Laden Entladen 4 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

5 Möglichkeiten der Ladestandssteuerung im PRL-Betrieb Freiheitsgrade der PRL-Erbringung Totbandnutzung Optionale Übererfüllung Anwendung kostenneutral Leistungsgradient Lade- oder Entladevorgänge durch Fahrplangeschäfte Optimierung erforderlich 5 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

6 Parameter der Betriebsstrategie vorhandene Leistung obere Verfügbarkeitsgrenze Korrekturleistung obere Korrekturgrenze Zielwert präqualifizierte Leistung untere Korrekturgrenze untere Verfügbarkeitsgrenze Wie viel Leistung vermarkten? Ab welchem Ladestand Energie ver-/kaufen? 175 kw 47% bzw. 65% 6 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

7 Demonstration der optimierten Parameter netzdienlicher PRL-Betrieb im Feldtest η AC = 30% η ges = 23% Ausschnitt aus mehrwöchigem Feldtest (3. bis 17. August 2016). 7 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

8 Struktur der resultierenden jährlichen Kosten und Einnahmen in optimistischem Szenario VRF-Technologie, 1 MW P pq Pool Li-Io-Technologie, 1 MW P pq Pool ca. 7% davon durch Blindleistungsbereitstellung 8 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

9 Kapitalwertanalyse eines auf der betrachteten Batteriekonfiguration basierenden PRL-Pools -30% -60% Gesamtinvestition je Pooleinheit bezogen auf installierte Kapazität; Berechnung für vorliegende Systemauslegung; Lebensdauer 15 Jahre. 9 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

10 Fazit Freiheitsgrade ermöglichen netzdienlichen PRL-Betrieb der untersuchten Batterie Blindleistungsbereitstellung bei gegebenem PRL-Betrieb kostengünstig Verfügbarkeit des Systems von technologiespezifischen Eigenschaften bestimmt VRF-Investitionskosten müssten gegenüber realistischem Szenario um 60% sinken Li-Io-Systeme sind u.u. wirtschaftlich und treten bereits in den Markt ein Definition von Kriterien der Verfügbarkeit durch ENTSO-E/EU-ÜNB fundamentale Unsicherheit für untersuchtes Geschäftsmodell durch Markteintritt 10 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

11 Danke für die Aufmerksamkeit. Rita Kunert 11 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

12 12 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016 BACKUP

13 Kriterien zum Nachweis der Verfügbarkeit sind derzeit Diskussionsgegenstand ÜNB: Kapazität für 30 Minuten volle PRL-Leistung vorzuhalten Problem: Symmetrie angesichts Wirkungsgradverlusten Alternative Verfügbarkeitsnachweise u.u. anerkannt 30-Minuten-Kriterium EU-Guideline: Kosten-Nutzen- Analyse zur Bestimmung der Anforderungen 13 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

14 Alternativer Ansatz zur Definition der Verfügbarkeit obere Verfügbarkeitsgrenze obere Korrekturgrenze nutzbare Kapazität Zielwert Entladen Laden untere Korrekturgrenze obere Verfügbarkeitsgrenze untere Verfügbarkeitsgrenze Verteilungen der verwendeten Frequenzzeitreihen. Datenquelle: Swissgrid. 14 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

15 Vorgehen zur Bestimmung der optimalen Betriebsparameter bei gleichzeitiger Verfügbarkeit Netzdatenanalyse worst case-zeitreihen Matlab-Simulationen P pq, CL max P pq, CL min Auswahl 15 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

16 Pooling der einzelnen Großspeicher Anforderungen Erreichen von mindestens 1 MW P pq Innerhalb einer Regelzone n-1-kriterium 1 MW P pq Annahmen 6 identische Speicher mit optimierter PRL- Betriebsstrategie Speicher 7 dient Erfüllung des n-1- Kriteriums Speicher 7 kann Blindleistung erbringen 16 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

17 Annahmen und Szenarien der Wirtschaftlichkeitsrechnung Ökonomische Szenarien Szenario optimistisch realistisch pessimistisch SPF * Investition, Li-Io /kwh * Investition, VRF /kwh PRL-Preis /MW*Woche *Gesamtinvestition je Pooleinheit bezogen auf installierte Kapazität; Berechnung für betrachtete Systemauslegung Weitere Annahmen Wartung und Ersatz (O&M) 2 % CAPEX/Jahr Mehrwertsteuer 19 % Messstellenbetrieb 510 /Jahr Stromsteuer 20,5 /MWh Intraday-Preis 33 /MWh Kalkulationszins 4 % Zusatzkosten Handel 2 /MWh Lebensdauer 15 Jahre Betriebsfähigkeit und erfolgreiches Gebot in 50 Wochen im Jahr. Intraday-Kontrakte können jederzeit platziert werden. 17 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

18 Präqualifikationstest des Speichersystems P pq = 175 kw E nutzbar = 386 kw 18 Rita Kunert strommarkttreffen Regelleistung 2. September 2016

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