Optimale Bewirtschaftung eines Pools von thermischen Speichern Innovationsgruppe Speicher/Wärmetauscher energie-cluster.ch 17. Okt. 2013, Luzern Samuel Pfaffen
Optimale Verwertung der Flexibilität von thermischen Speichern Phase 1: Simulator für Potentialabschätzung, Feb. 2012 Okt. 2013 Phase 2: Pilotprojekt, Sept. 2013 Dez. 2015 17. Okt. 2013 V1.00 2
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. 2013 V1.00 3
Intraday-Strommarkt (DE) Beispiel: 2./3. Oktober 2013 96.95 10.36 2013 17. Okt. 2013 V1.00
Markt: Tertiärregelleistung TRL- Preise für h-blöcke ( Jun Sept 2013) TRL- Verbrauch Produktion TRL+ (Quelle: Swissgrid) 17. Okt. 2013 V1.00 5
Anlagemodell 17. Okt. 2013 V1.00 6
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 1 2 3 5 8 6 7 Zeitachse 17. Okt. 2013 V1.00 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- Optimierung Strom-Beschaffung day-ahead intraday Eigenschaften aggregierter Speicher D-2/- D-1 D 1 2 3 5 8 6 7 Zeitachse 17. Okt. 2013 V1.00 8
TRL Optimierung 1 ex ante Simulation! 17. Okt. 2013 V1.00 9
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+/- 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2-15-10-505 -15-10-505-15 -10-505 -15-10-505-15-10-505 -15-10-505-15 -10-505 -15-10-505-15-10-505 -15-10-505-15-10-505 -15-10-505-15-10-505 -15-10-505-15-10-505 -15-10-505-15 -10-505 -15-10-505-15 -10-505 -15-10-505-15 -10-505 -15-10-505-15 -10-505 -15-10-505-15-10-505 -15-10-505-15 -10-505 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(-).5 3.5 3 2.5 EUR 2 1.5 1 0.5 0-0.5 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 2 1 0-13 -12-11 -10-9 -8-7 -6-5 - -3-2 -1 0 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17. Okt. 2013 V1.00 10
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 1 2 3 5 8 6 7 Zeitachse 17. Okt. 2013 V1.00 11
2 Grafische Darstellung der Resultate der TRL- Auktion eines Tages Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 00:00-0:00 600 500 CHF/MW 00 300 200 100 0 0 50 100 150 200 250 300 350 MW fremde akzeptierte Angebote fremde nicht akzeptierte Angebote eigene akzeptierte Angebote eigene nicht akzeptierte Angebote Stufenangebote 17. Okt. 2013 V1.00 12
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 1 2 3 5 8 6 7 Zeitachse 17. Okt. 2013 V1.00 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- Optimierung Strom-Beschaffung day-ahead intraday Eigenschaften aggregierter Speicher D-2/- D-1 D 1 2 3 5 8 6 7 Zeitachse 17. Okt. 2013 V1.00 1
5 Intraday-Optimierung 17. Okt. 2013 V1.00 15
5 Intraday-Optimierung 17. Okt. 2013 V1.00 16
5 Intraday-Optimierung 17. Okt. 2013 V1.00 17
5 Intraday-Optimierung 17. Okt. 2013 V1.00 18
5 Intraday-Optimierung 17. Okt. 2013 V1.00 19
Resultate Simulation Basisfall Jahr 2012 Heutige Situation Optimale Bewirtschaftung ohne Anlagemodifikationen 17. Okt. 2013 V1.00 20
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. 2013 V1.00 21
Ausblick Pilotprojekt mit ewz, Sept. 2013 Dezember 2015 17. Okt. 2013 V1.00 22
www.misurio.ch Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 17. Okt. 2013 V1.00 23