sMAPPER : a database-based simulation framework for modelling and analysing battery energy storage systems

Oggigiorno, la crescente integrazione di fonti di energia rinnovabili irregolari nei sistemi elettrici mondiali cause difficoltà tecniche. Per sostenere la crescente adozione delle fonti di energia rinnovabile, i sistemi di accumulo di energia stazionaria offrono una soluzione pratica e conveniente. La durata, l'efficienza e i rendimenti finanziari di tali dispositivi pongono problemi tecnologici e finanziari significativi. Una modellazione tecno-economica accurata diventa essenziale per ottimizzare l'economia dei progetti, sia in termini di investimento iniziale che di flussi di cassa futuri. sMAPPER (system-MAPPER), un ambiente di modellazione completo incentrato sull'analisi degli aspetti tecnici e finanziari delle tecnologie di accumulo dell'energia, è uno di questi strumenti, che fornisce una varietà di topologie ed elementi di sistema incorporati in un'applicazione di utilizzando un approccio modulare basato su un database interno di tecnologia ed economia. sMAPPER consente la valutazione parametrica della competitività delle soluzioni progettuali candidate, dove l'idoneità delle configurazioni alternative si basa su una simulazione del funzionamento del sistema, secondo una libreria di logiche di dispacciamento che copre le applicazioni più comuni a cui si rivolge l'azienda (ad esempio, smoothing fotovoltaico, riserva di frequenza primaria, ecc.) Questa tesi dimostra le capacità e i vantaggi di sMAPPER offrendo una comprensione approfondita dei modelli e delle implementazioni.

Technical difficulties are currently being caused by the growing integration of erratic renewable energy sources into the world's electricity systems. To support the expanding adoption of renewable energy sources, stationary energy storage devices offer a practical and affordable solution. The lifetime, efficiency, and financial returns of energy storage devices provide significant technological and financial problems. Accurate techno-economic modeling becomes essential in order to optimise the economics of projects, both in terms of initial investment and future cash flows. sMAPPER (system-MAPPER), a comprehensive modeling framework with a focus on analyzing the technical and financial aspects of energy storage technologies, is one of these tools, providing a variety of topologies and system elements embedded in an energy storage application using a modular way based on internal technology and economy database. sMAPPER allows for the parametric assessment of the competitiveness of candidate design solutions, where the fitness of the alternative configurations is based on a simulation of the system operation, according to a library of dispatch logics that covers the most common applications targeted by the company (e.g., PV smoothing, Primary Frequency Reserve, etc.). This thesis demonstrates sMAPPER's capabilities and advantages by offering in-depth understanding of the models and implementations.