Ancillary services and aggregated units : computational model as support tool for the offer submission in the new market structure

The electric energy market is going through a progressive change due to the increasing growth of the so-called Distributed Generation (DG). Design and introduction of new technical and economical solutions are nowadays fundamental for the integration of these new systems in the national electrical grids. More precisely, the traditional plants operating in the Ancillary Services Market (ASM) will be progressively replaced by those of the DG, considering the gradual shut down of the former and the increasing spread of the latter. This trend asked for changes in the European regulatory framework of the energy market, among which the possibility of participation to the Ancillary Services Market for new subjects, such as the Aggregator. This is a virtual entity gathering a number of units of production and/or consumption, which are managed as if they were a single subject of bigger dimensions. The idea behind this solution is the combination of a sufficient amount of units to get an equivalent rated power which is suitable for the participation to the ASM. Due to this new possibility, the formulation of a bid, that will be provided to the TSO (TERNA S.P.A in Italy) for the ancillary services management, is of fundamental matter and currently required. The present master thesis aims to the definition of a mathematical model as a tool for the bids and offers formulation. That is anticipated by a wide analysis of previous existing models and a clear description of the context and it is followed by the implementation of the corresponding algorithm through the optimization software GAMS IDE.

La crescente diffusione della cosiddetta Generazione Distribuita (GD) sta portando un progressivo cambiamento nel mercato dell’energia elettrica. Inevitabile consguenza di ciò è l’introduzione ed ideazione di nuove soluzioni, sia tecniche, sia economiche, allo scopo di integrare al meglio questi nuovi sistemi nelle reti di ditribuzione nazionali. In particolare, servizi precedentemente forniti da impianti a tecnologia tradizionale all’interno del Mercato dei Servizi di Dispacciamento (MSD), dovranno in futuro essere garantiti in proporzione crescente dagli enti della Generazione Distribuita, vista la progressiva presa di scena di quest’ultimi e lo spegnimento dei primi. Ciò ha portato a cambiamenti nel quadro regolatorio europeo del mercato energetico, tra i quali si trova l’apertura del Mercato dei Servizi di Dispacciamento a nuovi enti, tra cui l’Aggregatore. Questo consiste in un’unità virtuale che raggrupa al suo interno unità di produzione e/o unità di carico, le quali vengono gestite alla pari di un unico impianto, globalmente di maggiori dimensioni. Combinando un numero opportuno di unità, è possibile ottenere una potenza complessiva equivalente tale da garantire la partecipazione al mercato del dispacciamento. Di fronte a tale opportunità, si rende quindi necessaria la definizione di un’offerta da sottoporre all’operatore della rete (TERNA S.P.A in Italia) per il commissionamento del servizio. Questo lavoro di tesi si pone come obiettivo, a seguito di un’approfondità analisi bibliografica e di contesto e indagine sulla recente normativa, l’ideazione di un modello matematico come strumento per la formulazione di tale offerta e ne prevede una successiva implementazione mediante il programma di ottimizzazione GAMS IDE.