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Migliorare l'integrazione dello stoccaggio energetico nei mercati

Nuove strategie mirano a migliorare i sistemi di stoccaggio dell'energia nei mercati delle energie rinnovabili.

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Innovazioni nel mercatoInnovazioni nel mercatodell'accumulo energeticodell'energia in mercati in evoluzione.Strategie per ottimizzare lo stoccaggio
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Mentre ci muoviamo verso un futuro con più fonti di energia rinnovabile, dobbiamo immagazzinare questa energia in modo efficiente. L'energia rinnovabile, come quella solare e eolica, può essere irregolare nella quantità di energia che produce. Per gestire questo, possiamo usare sistemi di accumulo energetico. Tuttavia, affrontiamo delle sfide su come includere questi sistemi di stoccaggio nei mercati energetici. Questo è importante perché una migliore integrazione dello stoccaggio può aiutare a migliorare l'efficienza complessiva dei sistemi energetici.

Negli Stati Uniti, i regolatori energetici stanno incoraggiando cambiamenti per aiutare i sistemi di stoccaggio a partecipare in modo più efficace ai mercati. Uno dei principali problemi è come organizzare il mercato per sfruttare al meglio questi sistemi di stoccaggio. Tradizionalmente, l'accumulo energetico è stato trattato come i normali generatori di energia, che presentano offerte per fornire energia. Tuttavia, questo potrebbe non essere l'approccio migliore.

Stoccaggio Merchant e Non-Merchant

Possiamo pensare a due tipi di sistemi di stoccaggio nei mercati: lo stoccaggio merchant e lo stoccaggio non-merchant. Lo stoccaggio merchant si comporta come i generatori tradizionali, il che significa che forniscono offerte di prezzo e offrono quantità specifiche di energia. Lo stoccaggio non-merchant, d'altra parte, opera in modo diverso. Tiene conto delle restrizioni delle operazioni di stoccaggio ma non deve presentare offerte di prezzo.

Lo stoccaggio non-merchant tende a fornire migliori risultati economici e benefici sociali rispetto allo stoccaggio merchant. Tuttavia, implementare questa configurazione comporta apportare diversi cambiamenti ai mercati energetici esistenti, il che potrebbe essere il motivo per cui non è stato adottato ampiamente finora.

Sfide nel Mercato con Stoccaggio Non-Merchant

Una delle sfide principali nel mercato con stoccaggio non-merchant è come rappresentare l'interazione dell'energia immagazzinata nei diversi periodi di tempo. A differenza di un generatore semplice, che fornisce solo energia, i sistemi di accumulo possono attingere energia da periodi precedenti per fornire energia in seguito. Questo legame temporale è vitale per comprendere come le operazioni di stoccaggio influenzano i prezzi di mercato.

Un'assunzione comune nei modelli per lo stoccaggio non-merchant è che lo stoccaggio parta vuoto e che l'energia disponibile alla fine del periodo di clearing di mercato sia gratuita. Questo può portare a decisioni a breve termine su quanto energia dovrebbe essere immagazzinata. Tali modelli spesso trascurano il legame tra i livelli di stoccaggio energetico alla fine di un periodo e l'inizio del successivo.

Quando si stabiliscono i prezzi nei mercati, i sistemi di stoccaggio energetico potrebbero non ricordare i costi sostenuti durante la carica. Questo può portare a una situazione in cui il sistema di stoccaggio deve vendere energia a un prezzo inferiore rispetto a quello pagato per acquisirla. Questa disconnessione può danneggiare la sostenibilità finanziaria dei sistemi di stoccaggio.

Soluzioni Proposte

Per affrontare questi problemi, un approccio potrebbe essere creare un nuovo processo di clearing di mercato che includa l'effetto temporale dei sistemi di stoccaggio. L'obiettivo qui è assicurarsi che i sistemi di stoccaggio possano recuperare i propri costi massimizzando al contempo l'efficienza complessiva del mercato. Un metodo proposto è ricordare i prezzi a cui i sistemi di stoccaggio si sono ricaricati e creare offerte virtuali per riflettere quei costi nei futuri intervalli di mercato.

Il nuovo sistema prevede di dividere il processo di stoccaggio in due parti: una per le operazioni all'interno di un dato periodo e un'altra che collega le operazioni di stoccaggio su più periodi. Questo approccio innovativo aiuta a tenere traccia di come l'energia viene caricata e utilizzata nel tempo.

Modellazione del Mercato con Offerte di Collegamento Virtuale

Per implementare le offerte di collegamento virtuale, dobbiamo strutturare il modello di clearing di mercato per tenere conto sia degli aspetti intra-stoccaggio che inter-stoccaggio dell'energia. Questo implica creare un insieme separato di variabili decisionali per ciascuno di questi componenti.

Il componente intra-stoccaggio si riferisce alle transazioni energetiche che avvengono all'interno dello stesso intervallo di mercato, mentre l'aspetto inter-stoccaggio si occupa delle transazioni energetiche che si verificheranno nei futuri intervalli di mercato. Separando in questo modo il sistema di stoccaggio, si consente una migliore gestione dell'energia caricata e scaricata.

Questo nuovo modello incoraggia decisioni più efficaci, assicurando che i costi sostenuti durante il processo di stoccaggio vengano considerati nei futuri prezzi. Le offerte virtuali generate aiutano a mantenere un collegamento tra i diversi periodi temporali, rendendo più facile per i sistemi di stoccaggio operare con successo.

Vantaggi della Nuova Procedura di Clearing di Mercato

La nuova procedura di clearing di mercato presenta diversi vantaggi. Innanzitutto, garantisce che i costi vengano recuperati per tutti i partecipanti al mercato, in particolare i sistemi di stoccaggio. Riflettendo il vero valore dell'energia nei diversi periodi, i sistemi di stoccaggio possono essere compensati in modo equo.

In secondo luogo, il nuovo metodo consente un aumento del benessere sociale, il che significa che i benefici complessivi per la società possono essere maggiori. Questo è particolarmente prezioso data la spinta verso soluzioni energetiche più pulite. Se i sistemi di stoccaggio possono operare più efficacemente all'interno dei mercati energetici, si può arrivare a una maggiore adozione di fonti di energia rinnovabile.

Inoltre, la nuova procedura ha un approccio ragionevole per affrontare le incertezze nella produzione di energia. Creando la possibilità di recuperare costi tenendo conto delle fluttuazioni dei prezzi, rende i sistemi energetici più resilienti.

Applicazioni nel Mondo Reale

Il valore di questo nuovo approccio di clearing di mercato può essere testato attraverso vari esempi in contesti reali. Ad esempio, un sistema di stoccaggio può essere impostato per ricaricarsi durante i periodi di prezzi energetici bassi e scaricarsi durante i periodi di prezzi elevati. Il nuovo modello mostra come il sistema di stoccaggio possa essere utilizzato in modo più efficace, assicurandosi che i costi siano contabilizzati, portando a risultati economici migliori.

Queste applicazioni pratiche possono servire come punti di apprendimento preziosi per le organizzazioni che desiderano adottare soluzioni energetiche più rinnovabili. Uno degli obiettivi principali di questo approccio è creare un mercato energetico più equilibrato ed efficiente che funzioni sia per i fornitori che per i consumatori.

Limitazioni e Lavori Futuri

Sebbene il nuovo approccio di clearing di mercato offra molti vantaggi, rimangono alcune limitazioni. Ad esempio, non affronta completamente la definizione dei prezzi quando i futuri intervalli di mercato sono incerti. Serve più ricerca per comprendere come le aspettative sui prezzi futuri possano influenzare le strategie di prezzo attuali.

Un altro area per future ricerche è comprendere come l'energia immagazzinata possa essere mantenuta per troppo tempo a causa di prezzi elevati. Introdurre uno sconto di valore per l'energia immagazzinata nel tempo può aiutare a mitigare questo rischio, consentendo un uso più efficace dei sistemi di stoccaggio.

Infine, è essenziale indagare come determinare lo stato finale ottimale dello stoccaggio energetico nei mercati. Fare previsioni accurate tenendo conto delle incertezze migliorerà l'efficienza dei sistemi di stoccaggio e i risultati di mercato.

Conclusione

In generale, l'introduzione di un processo di clearing di mercato più strutturato che include offerte di collegamento virtuale migliora notevolmente come i sistemi di stoccaggio possono operare all'interno dei mercati energetici. Concentrandosi sulla relazione tra le transazioni energetiche nel tempo e tenendo conto dei costi di stoccaggio, porta a un'integrazione di successo delle fonti di energia rinnovabile.

Man mano che i sistemi energetici evolvono, ripensare agli approcci esistenti al clearing di mercato sarà essenziale per massimizzare i benefici dello stoccaggio energetico. Questa ricerca apre nuove porte per sforzi futuri nel migliorare i modelli di stoccaggio energetico, aprendo la strada a un paesaggio energetico più sostenibile.

Fonte originale

Titolo: Virtual Linking Bids for Market Clearing with Non-Merchant Storage

Estratto: In the context of energy market clearing, non-merchant assets are assets that do not submit bids but whose operational constraints are included.Integrating energy storage systems as non-merchant assets can maximize social welfare. However, the disconnection between market intervals poses challenges for market properties, and this has not been well-studied yet. We contribute to the literature on market-clearing with non-merchant storage by proposing a market-clearing procedure that preserves desirable market properties, even under uncertainty. This approach is based on a novel representation of storage systems in which the energy available is discretized to reflect the different prices at which the storage system was charged. These prices are included as virtual bids in subsequent market clearings, establishing a link between different market intervals. We show that market clearing with virtual linking bids has the advantage of guaranteeing cost recovery for market participants and can outperform traditional methods in terms of social welfare.

Autori: Eléa Prat, Jonas Bodulv Broge, Richard Lusby

Ultimo aggiornamento: 2024-09-09 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2309.14787

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.14787

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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