SCCER-HAES CAES Analyse eines Anwendungsfalls, der Sekundärfrequenzkontrolle und Preisarbitrage kombiniert

Partner: ETHZ (FEN), MAN, SUPSI, BKW
Dauer: 01/2017 - 12/2020
Finanzierung: Innosuise
Projektteam: Dr. Alexander Fuchs, Dr. Jared Garrison

Um das Potenzial als eigenständige Anlage zu sehen, untersucht das Projekt einen kontinuierlichen Druckluftspeicherbetrieb (CAES) für Arbitrage in Kombination mit dem Sekundärreservemarkt. 

Zur Beurteilung des wirtschaftlichen Potenzials wird eine Optimierung des CAES-Betriebs im Reservemarkt mit den Daten des Jahres 2019 (Schweizer Beschaffung und Einsatz von Sekundärreserven) durchgeführt.

Ein potenziell attraktiver Anwendungsfall für ein Schweizer Druckluftspeicherkraftwerk (CAES) ist die Teilnahme am Sekundärregelleistungsmarkt. Der CAES hat jedoch nur eine begrenzte Flexibilität des Betriebsbereichs (z. B. zwischen 80 und 100 % der Nennleistung beim Laden und Entladen). 

Daher wird der Betrieb auf dem Reservemarkt mit einem kontinuierlichen Betrieb auf dem Massenstrommarkt kombiniert (Anwendungsfall der Energiearbitrage).

Ein Scheduling-Tool mit einer Heuristik zur Auswahl der binären Ein-/Aus-Entscheidungen für den Betrieb der CAES wurde entwickelt und im Sekundärmarkt für Frequenzreserve 2019 getestet [Tool: internes MPOPF- und Speicher-Scheduling-Tool mit Python/Gurobi]::

  1. Kontinuierlicher Arbitragebetrieb
  2. Vollständige Preisvorhersage verfügbar
  3. Rückläufiger Zeithorizont: Planung für 72 Stunden, Aktualisierung alle 2 Stunden
  4. Heuristik zur Vermeidung gemischt-ganzzahliger Operationen:
  • Billig aufladen, teuer entladen
  • Anstreben eines mittleren Speicherniveaus
  • Abschneiden und Anpassen des Fahrplans, wenn die Speichergrenzen potenziell verletzt werden
  • Speicherniveau-Puffer für den Einsatz von Reserven bewahren
Abbildung: Betriebsbeispiel der CAES-Anlage mit positiver sekundärer Frequenzreserve.
Betriebsbeispiel der CAES-Anlage mit positiver sekundärer Frequenzreserve.
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