Optimization methods for grid-scale battery energy storage system

The transition to Renewable Energy Source (RES) Microgrids represents a pivotal shift in our quest for sustainable energy solutions. This thesis centers on the optimal sizing of Battery Energy Storage Systems (BESS) within a Microgrid (MG) that seamlessly combines the power of Photovoltaic (PV) and Wind Farm installations. As wind and solar energy sources embody purity and sustainability, BESS emerges as a critical component in ensuring the reliability and stability of power supply. This research introduces three distinct optimization strategies, one dedicated to revenue maximization, the other focused on cost reduction, and the last targeting the operation of MG as off-grid. Furthermore, it delves into the influential role of BESS in elevating the power quality within the MG. This study underscores the indispensable role of BESS in enhancing the performance and economic viability of renewable energy integration in Microgrids.

La transizione verso le Microgriglie (MG) con Fonti Energetiche Rinnovabili (RES) rap- presenta un cambiamento cruciale nella nostra ricerca di soluzioni energetiche sostenibili. Questa tesi si concentra sulla dimensione ottimale dei Sistemi di Accumulo di Energia a Batteria (BESS) all’interno di una Microgriglia che combina in modo sinergico l’energia proveniente da installazioni Fotovoltaiche (PV) e parchi eolici. Poiché le fonti energetiche solare ed eolica incarnano purezza e sostenibilità, il BESS si pone come un componente essenziale per garantire la affidabilità e la stabilità dell’approvvigionamento energetico. Questa ricerca introduce tre distinte strategie di ottimizzazione, una dedicata alla mas- simizzazione dei ricavi, un’altra incentrata sulla riduzione dei costi e l’ultima volta a garantire l’operatività della MG in modalità isola. Inoltre, si approfondisce il ruolo in- fluente del BESS nell’incremento della qualità dell’energia elettrica all’interno della MG. Questo studio sottolinea il ruolo indispensabile del BESS nel migliorare le prestazioni e la sostenibilità economica dell’integrazione di energie rinnovabili nelle Microgriglie.