Veicoli Elettrici e Stabilità della Rete in Danimarca

La crescente domanda di elettricità e il passaggio a fonti di energia rinnovabile presentano delle sfide nella gestione dei sistemi energetici. Per affrontare queste difficoltà, la Flessibilità dalla parte della domanda, soprattutto dalle auto elettriche (EV), sta diventando una risorsa importante. Questo articolo esplora come un gruppo di EV può partecipare al mercato della Riserva di Contenimento della Frequenza - Disturbo (FCR-D) in Danimarca, consentendo stabilità alla rete e dando anche benefici economici ai proprietari di EV.

#Il bisogno di flessibilità

Con l'aumento del consumo di energia e la crescente presenza di fonti rinnovabili, la stabilità della rete elettrica è sotto pressione. Per mantenere l'equilibrio, gli operatori di rete devono rispondere rapidamente alle fluttuazioni di offerta e domanda. Qui entra in gioco la flessibilità: la capacità di modificare rapidamente il consumo o la generazione di elettricità in risposta a condizioni che cambiano.

La flessibilità può provenire da diverse fonti, comprese le centrali elettriche tradizionali, le batterie e sempre più dalle risorse dalla parte della domanda come le EV. Tuttavia, integrare queste risorse flessibili presenta sfide tecniche e di mercato.

#Quadro normativo

Le recenti normative nei mercati dei servizi ausiliari nordici mirano a incoraggiare una maggiore partecipazione delle risorse flessibili. In particolare, la regola P90 consente un certo grado di incertezza nelle offerte di capacità, rendendo più facile per risorse come le EV partecipare al mercato. Inoltre, la classificazione del Serbatoio di Energia Limitato (LER) mira a definire come le risorse come le EV possano contribuire ai servizi ausiliari.

La regola P90 consente agli aggregatori di offrire un quantile della loro capacità prevista, il che significa che possono tenere conto di alcune incertezze nella loro disponibilità. Questa modifica normativa è cruciale per rendere il mercato accessibile alle risorse flessibili.

#Veicoli elettrici come risorse flessibili

Le auto elettriche possono funzionare come risorse flessibili modificando i loro schemi di ricarica in base alle necessità della rete. Quando la rete ha alta domanda o disturbi di frequenza, le EV possono ridurre la loro ricarica (flessibilità verso il basso) o aumentarla quando c'è un'eccesso di generazione (flessibilità verso l'alto).

In questo contesto, un aggregatore-un'azienda o un'entità che gestisce un portafoglio di EV-può offrire queste capacità nel mercato FCR-D. Accumulando le EV, l'aggregatore può migliorare la loro capacità complessiva di rispondere alle necessità della rete.

#Aggregare veicoli elettrici

Il focus principale di questo articolo è su come un aggregatore possa sfruttare i recenti cambiamenti normativi per aumentare la partecipazione delle EV nel mercato FCR-D. Utilizzando dati reali, esploriamo un modello di ottimizzazione che incorpora la regola P90, consentendo all'aggregatore di fare offerte informate basate sulla flessibilità disponibile delle EV.

Il concetto di sinergia è centrale in questa discussione. Quando più EV sono aggregate, la loro flessibilità combinata può portare a offerte di capacità complessive maggiori rispetto a quelle che ciascun veicolo potrebbe fornire singolarmente. Questo effetto sinergico può tradursi in profitti più elevati per l'aggregatore e una migliore utilizzazione delle risorse per la rete.

#L'importanza dei dati

Per ottimizzare la strategia di offerta, i dati reali delle stazioni di ricarica delle EV in Danimarca sono fondamentali. Questi dati includono informazioni sugli schemi di ricarica, sullo stato di carica (SoC) dei veicoli e sulla loro disponibilità. Analizzando questi dati, l'aggregatore può comprendere meglio la flessibilità disponibile dalle EV e come utilizzarla in modo efficace.

I dati mostrano che le EV caricano principalmente durante la sera e la notte, quando la domanda di energia è tipicamente più bassa. Questo schema fornisce una base prevedibile dalla quale l'aggregatore può operare.

#Modello di ottimizzazione

Un modello di ottimizzazione è essenziale per determinare la migliore strategia di offerta per le EV nel mercato FCR-D. Questo modello considera diversi fattori, inclusa la flessibilità del portafoglio, le regole di mercato e i rischi associati all'offerta.

Utilizzando la regola P90, il modello consente all'aggregatore di considerare potenziali incertezze nella disponibilità delle EV. Vengono utilizzate due approssimazioni per risolvere il problema di ottimizzazione in modo efficiente: ALSO-X e Conditional Value at Risk (CVaR). Questi metodi aiutano a gestire l'equilibrio tra massimizzare il profitto e mantenere la conformità con le normative di mercato.

#Risultati dell'aggregazione

Attraverso simulazioni, i risultati dimostrano un significativo effetto sinergico nell'aggregare le EV. Portafogli più grandi possono offrire maggiore flessibilità sul mercato, portando a guadagni maggiori per l'aggregatore.

In scenari in cui la dimensione del portafoglio viene aumentata, le offerte di capacità complessive aumentano, portando a profitti più elevati. Al contrario, i portafogli più piccoli spesso faticano a sfruttare appieno la flessibilità disponibile, portando a rendimenti finanziari più bassi.

I risultati indicano che gestire attivamente un numero maggiore di EV non solo offre benefici economici per l'aggregatore, ma migliora anche la capacità della rete di gestire i disturbi di frequenza.

#Sfide e considerazioni

Sebbene il potenziale per integrare le EV sia significativo, ci sono ancora diverse sfide. I requisiti LER, che impongono che una parte della capacità sia riservata, possono limitare la quantità di flessibilità che può essere offerta nel mercato.

Questo introduce un compromesso tra massimizzare le risorse disponibili e garantire la conformità con le normative. Gli aggregatori devono continuamente valutare i loro portafogli per ottimizzare il bilanciamento tra queste richieste concorrenti.

#Direzioni future

Per migliorare l'efficacia della partecipazione delle EV nel mercato FCR-D, il lavoro futuro dovrebbe concentrarsi sull'espansione della diversità del portafoglio. Incorporare altre tecnologie con diversi profili di flessibilità può portare a una strategia di offerta più robusta e affidabile.

Inoltre, affinare i metodi di analisi dei dati, come tecniche di previsione avanzate, aiuterà a rappresentare meglio la flessibilità disponibile delle EV. Affrontare le sfide poste dai vincoli LER sarà anche fondamentale per migliorare la liquidità nel mercato.

#Conclusione

L'integrazione delle auto elettriche nella rete elettrica presenta un'opportunità preziosa per migliorare sia la stabilità della rete che i rendimenti finanziari per i proprietari di EV. Sfruttando i quadri normativi come la regola P90, gli aggregatori possono offrire in modo efficace la flessibilità delle EV nel mercato FCR-D.

La sinergia raggiunta attraverso l'aggregazione può portare a benefici economici sostanziali. Man mano che il panorama energetico continua a evolversi, la ricerca e lo sviluppo continui in quest'area saranno fondamentali per massimizzare il potenziale delle EV come risorse flessibili.

Abbracciare queste strategie contribuirà non solo a una rete elettrica più stabile, ma anche a supportare la transizione verso un futuro energetico sostenibile. Comprendendo e ottimizzando l'interazione tra politiche normative, progressi tecnologici e dinamiche di mercato, possiamo aprire la strada a un sistema elettrico più intelligente e reattivo.