TSO-DSO coordination schemes for flexibility markets

Given the regulatory guidelines provided by the Clean Energy Package for All Europeans regarding Transmission System Operators (TSO) and Distribution System Operators (DSO) coordination in flexibility markets, a simulation platform is developed to implement, evaluate, and compare coordination schemes. The model implemented uses an iterative process based on a first order linear network approximation to solve the flexibility markets. Distributed Energy Resources are represented by continuous and step bids, while Energy Storage Systems owned and operated by DSOs are also included. A tool with simplified aggregation strategies is implemented to generate testing cases in distribution networks. Results show that in several coordination schemes the DSO would effectively take the role of a high-level aggregator, and as a result guarantying the appropriate incentives in the regulatory framework is a vital condition for the coordination strategy to contribute to an efficient and effective use of flexibility resources. Further work is required to develop a more realistic and complete simulation platform that appropriately represents the expected behavior of agents participating in the coordination schemes, and their implications in global social welfare.

A partire delle linee guida fornite dal Clean Energy Package for All Europeans relative al coordinamento dei gestori dei sistemi di trasmissione (TSO) e dei gestori dei sistemi di distribuzione (DSO), è stata sviluppata una piattaforma di simulazione per implementare, valutare e confrontare gli schemi di coordinamento tra TSO e DSO. La rete elettrica e i vincoli che la caratterizzano sono gestiti mediante un processo iterativo basato su un'approssimazione lineare del primo ordine di tali vincoli. Tale modello di rete è poi stato introdotto in un modello per la gestione dei mercati della flessibilità. Le risorse energetiche distribuite sono state rappresentate da offerte continue e differenziate; inoltre, sono stati inclusi i sistemi di accumulo di energia gestiti dai DSO. Sempre in tale lavoro di tesi, è stato implementato uno strumento che genera diverse strategie di aggregazione semplificate con l'obiettivo di generare opportuni scenari test da applicarsi a differenti modelli di rete di distribuzione che sono utilizzati per studiare le caratteristiche dei 16 modelli proposti. I risultati mostrano che, per quanto riguarda gli schemi di coordinamento TSO-DSO, il DSO assume il ruolo di aggregatore ad un livello superiore. Ciò implica la necessità di opportuni incentivi da prevedere nel quadro normativo affinché la strategia di coordinamento contribuisca ad un uso efficiente della flessibilità. Gli sviluppi futuri del lavoro possono orientarsi nella messa a punto di una piattaforma di simulazione più realistica e completa che rappresenti adeguatamente il comportamento atteso degli agenti che partecipano ai mercati della flessibilità e le sue implicazioni per il benessere sociale globale