Multi-storage systems for multi-markets under multi-time horizons

Kraftsystemet har tradisjonelt bestått av store, regulerbare produksjonsanlegg, hvorfra den elektriske kraften har blitt produsert og distribuert til sluttbrukerne. Integrasjon av mer varierende fornybar energiproduksjon skjer imidlertid med økt takt som resultat av at kostnaden for vind- og solkraft har falt kraftig de siste årene. Samtidig forventes det at det blir et større effekt- og energibehov på grunn av økt elektrifisering, for eksempel fra transportsektoren og industrien. Fornybare energikilder som sol og vind er avhengig av vær og lys, som gjør at deres produksjon i mange tilfeller ikke sammenfaller med forbruket. Derfor forventes energilagringsløsninger som batteri- og hydrogenlagringssystemer å bli viktige for å kunne få integrert en større andel fornybar energi i kraftsystemet. Høye investeringskostnader er imidlertid fortsatt én av hoved barrierene for å kunne utplassere et stort antall batterier i kraftsystemet. Hydrogen er bedre egnet for mer langsiktig energilagring, men anses være en ineffektiv energibærer på grunn av de store energimengdene som går tapt under hydrogenproduksjon. Økt utnyttelse av batteri- og hydrogenlagringssystemer vil kreve videreutvikling av disse teknologiene for å få ned kostnadene og forbedre deres effektivitet. Det er også et behov for en bedre forståelse av hvordan de bør driftes for å maksimere deres samfunnsøkonomiske potensial. MultiStore-prosjektet har som mål å utvikle drifts- og styringsstrategier for disse energilagringsteknologiene og dermed muliggjøre økt integrasjon og mer produksjon fra fornybare energikilder i kraftsystemet. Disse strategiene vil også kunne bli brukt for å gi en bedre forståelse av hvilke utfordringer som må løses, og hvilke insentiver som kreves, for å bedre utnytte og kombinere ulike energilagringsløsninger. Prosjektet er organisert i tre hovedarbeidspakker (AP): AP1 – "Optimale styringsstrategier til energilager for individuelle aktører" har som mål å utvikle styringsstrategier som maksimerer lønnsomheten til energilageroperatørene gjennom å delta i flere markeder. Styringsalgoritmen må kunne vurdere ulike inntektsstrømmer og veie dem opp mot de estimerte kostnadene fra energitap og degradering for ulike typer energilager. Styringsstrategiene skal deretter videreutvikles slik at de er i stand til å håndtere usikkerhet i priser, forventet forbruk og produksjon fra fornybare energikilder. AP2 – "Drift av energilager i kraftsystemet" fokuserer på hvordan energilager skal driftes og plasseres for å maksimere nytten for kraftsystemet, f.eks. gjennom å gi bedre utnyttelse av fornybare energikilder. Disse algoritmene må også ta hensyn til den stokastiske og intermitterende karakteren til fornybare energikilder, og fysiske begrensninger i kraftsystemet. I tillegg må verdien fra både lang- og korttidslagring vurderes av driftsstrategien. AP3 – "Energilager insentiver og samfunnsøkonomisk vurdering" vil utføre simuleringer ved bruk av "multi-agent"-metodikk for å vurdere og utvikle ulike incentivordninger som forsøker å kombinere interessen fra energilagereierne (WP1) og nettoperatørene (WP2). Dette vil gjøre det mulig å analysere den sosioøkonomiske effekten av ulike typer av energilager og hvordan forbedringer i disse teknologiene vil gi økt verdi for de ulike aktørene i kraftsystemet.

MultiStore will develop control and operation strategies for battery energy storage systems (BESS) and hydrogen energy storage systems (HESS) with the aim of maximizing their socio-economic benefits to further facilitate more VRES in the power grid. Operation algorithms for both the owners (bottom-up) and the grid operators (top-down) will be developed and used to get a better understanding of the incentives required to deploy and combine different energy storage technologies.