Sistemi di accumulo energetico (BESS) : valutazione del potenziale impatto sul mercato dei servizi di dispacciamento

Non - Programmable Renewable Energy Sources have introduced several challenges in the electrical system. In this work, we address some of these issues and describe the possible ways to face them, among which there is the storage by means of Battery Energy Storage Systems (BESS). They actually could be installed by the Transmission System Operator in order to increase the flexibility of the system and provide ancillary services to the grid. With the purpose to assess the effect on system costs that the installation of such battery systems could have, we used the Advance Dispatching tool. This tool is today utilized by the Italian TSO to perform analysis on the adequacy of the national transmission system after the Ancillary Services Market ex-ante, but before the Balancing market. It consists of a MILP (Mixed Integer Linear Programming) optimizer, which minimizes the costs of deviation from the results of the previous Ancillary Services Market, satisfying at the same time the updated demand for energy and reserve, and finally defining corrective measures to apply on power plant production plans. During the thesis, we have developed a new model of Battery Energy Storage System (BESS) and we have integrated it in the optimization procedure, in order to provide energy and tertiary reserve. Then we have studied the effects of integration of these storage systems into special analysis scenarios, created from the data of four days between 2014 and 2016, assuming to install different battery technologies, with different costs, in a landscape of increasing generation from renewable energy sources, according to different assumptions about future predictability of this production.

Le Fonti Rinnovabili non Programmabili hanno introdotto nuove criticità nella gestione in sicurezza del sistema elettrico. Nell’elaborato vengono presentate alcune di queste problematiche e descritte le possibili vie che si stanno intraprendendo per affrontarle, fra le quali vi è l’accumulo mediante sistemi BESS (Battery Energy Storage Systems). Essi potrebbero essere installati dal Transmission System Operator per aumentare la flessibilità del sistema e fornire servizi ancillari di rete. Al fine di valutare l’effetto sui costi di sistema che l’installazione di tali impianti potrebbe avere, si è utilizzato lo strumento Advance Dispatching, ad oggi in uso presso il TSO italiano per svolgere analisi di adeguatezza del sistema di trasmissione nazionale a valle del Mercato dei Servizi di Dispacciamento ex-ante, ma prima del Mercato di Bilanciamento. Tale strumento consiste in un ottimizzatore MILP (Mixed Integer Linear Programming) che minimizza i costi di scostamento dagli esiti del MSD ex-ante, nel rispetto dei vincoli aggiornati di soddisfacimento del fabbisogno di energia e di riserva, andando a definire azioni correttive sui piani di produzione delle singole unità di generazione. Nel corso del lavoro di tesi si è sviluppato un nuovo modello di sistemi di accumulo BESS e lo si è integrato nella procedura di ottimizzazione allo scopo di fornire prestazioni in energia e riserva terziaria a salire e a scendere. Si sono quindi studiati gli effetti dell’integrazione di sistemi di accumulo in appositi scenari di analisi creati a partire dai dati di quattro giornate tra il 2014 e il 2016, ipotizzando di installare differenti tecnologie di batterie, con diversi costi, in un panorama di crescita della generazione da FRNP, secondo diverse ipotesi sulla prevedibilità futura di tale produzione.