A MILP based optimization model for real time management of BESS while participating in arbitrage and FFR electricity markets

In this thesis, a new method for optimising the degradation in the batteries in real time is presented by using Mixed Integer Linear Programming. Although in literature, the techniques for optimising the degradation of batteries are available, the work done in this thesis is original on the basis that optimizations are being carried out in real time. The stress factors and hence the cumulative degradation function formed from them affecting the degradation of the batteries are nonlinear in nature. Moreover, the relationship of the cumulative degradation function formed with the life loss function is also nonlinear. These non-linearities were removed with the help of various piece-wise linearization techniques. Real time simulations were carried out using the data provided by Engie EPS using GAMS software. The revenues from participation of the BESS in the MGP (Arbitrage market) of Italy and the FFR Ancillary service market is discussed in detail along with the possible future scenarios, as a part of this work.

In questa tesi, viene presentato un nuovo metodo per ottimizzare il degrado delle batterie in tempo reale utilizzando la programmazione Mixed Integer Linear Programming. Sebbene in letteratura siano disponibili diverse tecniche per ottimizzare il degrado delle batterie, il lavoro svolto in questa tesi è originale sulla base del fatto che le ottimizzazioni vengono eseguite in tempo reale. I fattori di stress, e quindi la funzione di degradazione cumulativa che ne deriva, influenzano il degrado delle batterie che è di natura non lineare. Inoltre, anche la relazione tra la funzione di degradazione cumulativa e la funzione di Life Loss non è lineare. Queste non linearità sono state rimosse con l'aiuto di varie tecniche di linearizzazione. Le simulazioni in tempo reale sono state eseguite utilizzando i dati forniti da Engie EPS utilizzando il softwere GAMS. I ricavi derivanti dalla partecipazione della BESS nel Mercato del Giorno Prima (Arbitarge Market) in Italia e al mercato dei servizi ancillari FFR sono discussi in dettaglio insieme ai possibili scenari futuri, come parte di questo lavoro.