際際滷

際際滷Share a Scribd company logo

Utilizzo della fonte idroelettrica come servizio wind following e interazioni con il mercato elettrico

Download as PPT, PDF
A
Andrea Vitali

Lo scopo di questo progetto 竪 la valutazione del modello economico utilizzato per descrivere l'ottimizzazione delle offerte presentate sul Mercato dei Servizi di Dispacciamento da parte dei gestori della centrale idroelettrica della diga Kerr, sita in North Carolina. Il caso studio si 竪 rivelato particolarmente interessante, a causa della forte presenza di wind farm in prossimit della diga, permettendo di utilizzare la fonte idrica come compensazione in tempo reale delle fluttuazioni della fonte eolica: tale modalit di funzionamento ha permesso maggiori ricavi rispetto alla semplice presentazione di offerte sul Mercato del Giorno Prima.

1 of 22
Download to read offline
Utilizzo della fonte idroelettrica come servizio wind-following e interazioni con il mercato elettrico Relazione di: Brunello Carlo Vitali Andrea
XXXXXXXXXXXXXX INTRODUZIONE GENERAZIONE IDROELETTRICA SERVIZIO WIND FOLLOWING (MERCATO DI RISERVA) SERVIZIO LOAD FOLLOWING (MERCATO DEL GIORNO PRIMA) RETE DI TRASMISSIONE WIND FOLLOWING: potenza asservita alla compensazione di carenze non prevedibili della generazione eolica
XXXXXXXXXXXXXX PERCH LIDROELETTRICO? REQUISITI WIND FOLLOWING
XXXXXXXXXXXXXX CASO STUDIO Diga Kerr Roanoke river basin, NC Riserva naturale Hardwood Bottomland Forest Propriet: US Army Corps of Engineers (USACE) Gestione: Dominion Energy 7 turbine Francis PTOT= 227 MW 侶=0,83 PJM market: coordinazione vendita energia elettrica in 13 stati Regolatore: SouthEastern Power Administration (SEPA)
XXXXXXXXXXXXXX CASO STUDIO USACE SEPA PREFERENCE UTILITIES DOMINION POWEREnergy Declaration HYDROELECTRIC DAM STAKEHOLDERS
XXXXXXXXXXXXXX OBBIETTIVI
XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONAMENTO NUOVO MERCATO IDROELETTRICO MERCATO DI RISERVA MERCATO DEL GIORNO PRIMA (PJM) EOLICO ERRORI PREVISIONI EOLICO RETE ELETTRICA POTENZA WIND-FOLLOWING
XXXXXXXXXXXXXX FORMULAZIONE ANALITICA
XXXXXXXXXXXXXX ASSUNZIONI Erogazione di energia per servizio wind following data da un segnale esterno e non dallofferta del generatore Diga Kerr price-taker Possibilit di bypass delle turbine idrauliche ma non di quelle eoliche Energia erogata per servizio wind following remunerata al prezzo dellenergia del mercato PJM Potenza impegnata il giorno prima per eventuali cali di eolico remunerata con una tariffa apposita
XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO - SCENARIO BAU 1 LEGENDA: yt = energia venduta nel mercato PJM ySEPA,t = output di energia richiesto dalle preference utilities pt = prezzo dellenergia nel mercato PJM pS,t = prezzo convenzionato di cui godono le preference utilities pS,t < pt MINORI RICAVI PER VIA DEI CONTRATTI BILATERALI + CONTRATTI BILATERALI
XXXXXXXXXXXXXX VINCOLI SCENARIO BAU 1 LEGENDA: yt = energia venduta nel mercato PJM ymax = massima energia erogabile, legata alla massima portata erogabile St = livello riserva dacqua Smin,t Smax,t = livello massimo e minimo della riserva dacqua S*=livello obbiettivo della riserva dacqua da mantenere alla fine del commitment period
XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO SCENARI WIND E WIND ECO 1 COSTO OPPORTUNIT RICAVI DA ENERGIA VENDUTA IL GIORNO PRIMA RICAVI DA ENERGIA VENDUTA IL GIORNO STESSO IN CASO DI MANCANZA DI EOLICO RICAVI CHE SI AVREBBERO VENDENDO TUTTA LENERGIA IL GIORNO PRIMA LEGENDA: yt = energia effettivamente venduta nel mercato PJM yres,t = energia venduta il giorno stesso per servizio wind following yt 0 = energia che si venderebbe nel mercato PJM se la diga non effettuasse il servizio wind following ySEPA,t = output di energia richiesto dalle preference utilities pt = prezzo dellenergia nel mercato PJM pS,t = prezzo convenzionato di cui godono le preference utilities MINORI RICAVI A CAUSA DEI CONTRATTI BILATERALI
XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO SCENARI WIND E WIND ECO 1 COSTO OPPORTUNIT LEGENDA: yt = energia effettivamente venduta nel mercato PJM yres,t = energia venduta il giorno stesso per servizio wind following yt 0 = energia che si venderebbe nel mercato PJM se la diga non effettuasse il servizio wind following ySEPA,t = output di energia richiesto dalle preference utilities pt = prezzo dellenergia nel mercato PJM pS,t = prezzo convenzionato di cui godono le preference utilities NB: yt+yres,tyt 0 SE LEOLICO NON CALA, yres,t NON VIENE VENDUTA (POTENZA IMPEGNATA PER SERVIZI WIND FOLLOWING NON GARANTISCE LA VENDITA DI ENERGIA IL GIORNO SUCCESSIVO)
XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO SCENARI WIND E WIND ECO 1 LEGENDA: yrescap = energia corrispondente alla potenza acquistata il giorno prima per compensare eventuali cali di generazione eolica prescap = prezzo a cui viene remunerata yrescap COSTO OPPORTUNIT AFFINCH GLI SCENARI WIND E WIND ECO SIANO ECONOMICAMENTE COMPETITIVI, NECESSARIO OTTIMIZZARE prescap AFFINCH RIPAGHI ALMENO IL COSTO OPPORTUNIT RICAVI DERIVANTI DA POTENZA IMPEGNATA PER SERVIZIO DI WIND FOLLOWING
XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO SCENARI WIND E WIND ECO 1 LEGENDA: yrescap = energia corrispondente alla potenza acquistata il giorno prima per compensare eventuali cali di generazione eolica prescap = prezzo a cui viene remunerata yrescap NB: lidroelettrico complessivamente viene remunerato in due modi per il servizio wind following RICAVI DERIVANTI DA POTENZA IMPEGNATA PER SERVIZIO DI WIND FOLLOWING RICAVI DA ENERGIA VENDUTA IL GIORNO STESSO IN CASO DI MANCANZA DI EOLICO
XXXXXXXXXXXXXX VINCOLI SCENARIO WIND E WIND ECO 1 LEGENDA: yres,t = energia venduta il giorno stesso per servizio wind following yenergycap = massima energia vendibile nel mercato PJM nel commitment period Ymax = massima energia erogabile dallimpianto durante il commitment period yrescap = energia corrispondente alla potenza acquistata il giorno prima per compensare eventuali cali di generazione eolica yt = energia effettivamente venduta nel mercato PJM St = livello riserva dacqua Smin,t Smax,t = livello massimo e minimo della riserva dacqua S*=livello obbiettivo della riserva dacqua da mantenere alla fine del commitment period
XXXXXXXXXXXXXX RISULTATI 1 COSTO OPPORTUNIT ANNUALE: lo scenario WIND ECO presenta una minore dipendenza alla capacit messa a disposizione per il servizio wind following rispetto agli scenari WIND e BAU
XXXXXXXXXXXXXX RISULTATI 1 Prezzi di riserva medi mensili e costi opportunit negli anni 2006 - 2007 - 2008 nei due diversi scenari Servizio wind following viene remunerato almeno al costo opportunit. Scenario ECO forte dipendenza da precipitazioni Esito negativo! LEGENDA: BANDA GRIGIA: prezzo di riserva BANDA NERA: costo opportunit
XXXXXXXXXXXXXX CRITICHE 1 DIGA KERR PRIVATA ENTE PUBBLICO AUTONOMA
XXXXXXXXXXXXXX CRITICHE 2 Analisi esclusivamente economica tiene conto di: surplus dei produttori (profitto della Dominion Power) fattibilit ma viene tralasciato surplus dei consumatori (migliore qualit del bene pubblico riserva naturale) Essendo la diga di propriet di un ente pubblico che deve perseguire la massimizzazione del benessere collettivo, sarebbe stato opportuno tener conto anche del surplus dei consumatori, monetizzando i benefici derivanti dalla maggior qualit della riserva naturale. Cos狸 facendo, il costo opportunit dello scenario WIND ECO sarebbe risultato quantomeno minore.
XXXXXXXXXXXXXX BIBLIOGRAFIA 2 Evaluating wind-following and ecosystem services for hydroelectric dams in PJM Fernandez, Blumsack, Reed 2012 Operational constraints and hydrologic variability limit hydropower in supporting wind integration Fernandez, Blumsack, Reed 2013
XXXXXXXXXXXXXX GRAZIE PER LATTENZIONE 2

More Related Content

Utilizzo della fonte idroelettrica come servizio wind following e interazioni con il mercato elettrico

  • 1. Utilizzo della fonte idroelettrica come servizio wind-following e interazioni con il mercato elettrico Relazione di: Brunello Carlo Vitali Andrea
  • 2. XXXXXXXXXXXXXX INTRODUZIONE GENERAZIONE IDROELETTRICA SERVIZIO WIND FOLLOWING (MERCATO DI RISERVA) SERVIZIO LOAD FOLLOWING (MERCATO DEL GIORNO PRIMA) RETE DI TRASMISSIONE WIND FOLLOWING: potenza asservita alla compensazione di carenze non prevedibili della generazione eolica
  • 4. XXXXXXXXXXXXXX CASO STUDIO Diga Kerr Roanoke river basin, NC Riserva naturale Hardwood Bottomland Forest Propriet: US Army Corps of Engineers (USACE) Gestione: Dominion Energy 7 turbine Francis PTOT= 227 MW 侶=0,83 PJM market: coordinazione vendita energia elettrica in 13 stati Regolatore: SouthEastern Power Administration (SEPA)
  • 5. XXXXXXXXXXXXXX CASO STUDIO USACE SEPA PREFERENCE UTILITIES DOMINION POWEREnergy Declaration HYDROELECTRIC DAM STAKEHOLDERS
  • 7. XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONAMENTO NUOVO MERCATO IDROELETTRICO MERCATO DI RISERVA MERCATO DEL GIORNO PRIMA (PJM) EOLICO ERRORI PREVISIONI EOLICO RETE ELETTRICA POTENZA WIND-FOLLOWING
  • 9. XXXXXXXXXXXXXX ASSUNZIONI Erogazione di energia per servizio wind following data da un segnale esterno e non dallofferta del generatore Diga Kerr price-taker Possibilit di bypass delle turbine idrauliche ma non di quelle eoliche Energia erogata per servizio wind following remunerata al prezzo dellenergia del mercato PJM Potenza impegnata il giorno prima per eventuali cali di eolico remunerata con una tariffa apposita
  • 10. XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO - SCENARIO BAU 1 LEGENDA: yt = energia venduta nel mercato PJM ySEPA,t = output di energia richiesto dalle preference utilities pt = prezzo dellenergia nel mercato PJM pS,t = prezzo convenzionato di cui godono le preference utilities pS,t < pt MINORI RICAVI PER VIA DEI CONTRATTI BILATERALI + CONTRATTI BILATERALI
  • 11. XXXXXXXXXXXXXX VINCOLI SCENARIO BAU 1 LEGENDA: yt = energia venduta nel mercato PJM ymax = massima energia erogabile, legata alla massima portata erogabile St = livello riserva dacqua Smin,t Smax,t = livello massimo e minimo della riserva dacqua S*=livello obbiettivo della riserva dacqua da mantenere alla fine del commitment period
  • 12. XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO SCENARI WIND E WIND ECO 1 COSTO OPPORTUNIT RICAVI DA ENERGIA VENDUTA IL GIORNO PRIMA RICAVI DA ENERGIA VENDUTA IL GIORNO STESSO IN CASO DI MANCANZA DI EOLICO RICAVI CHE SI AVREBBERO VENDENDO TUTTA LENERGIA IL GIORNO PRIMA LEGENDA: yt = energia effettivamente venduta nel mercato PJM yres,t = energia venduta il giorno stesso per servizio wind following yt 0 = energia che si venderebbe nel mercato PJM se la diga non effettuasse il servizio wind following ySEPA,t = output di energia richiesto dalle preference utilities pt = prezzo dellenergia nel mercato PJM pS,t = prezzo convenzionato di cui godono le preference utilities MINORI RICAVI A CAUSA DEI CONTRATTI BILATERALI
  • 13. XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO SCENARI WIND E WIND ECO 1 COSTO OPPORTUNIT LEGENDA: yt = energia effettivamente venduta nel mercato PJM yres,t = energia venduta il giorno stesso per servizio wind following yt 0 = energia che si venderebbe nel mercato PJM se la diga non effettuasse il servizio wind following ySEPA,t = output di energia richiesto dalle preference utilities pt = prezzo dellenergia nel mercato PJM pS,t = prezzo convenzionato di cui godono le preference utilities NB: yt+yres,tyt 0 SE LEOLICO NON CALA, yres,t NON VIENE VENDUTA (POTENZA IMPEGNATA PER SERVIZI WIND FOLLOWING NON GARANTISCE LA VENDITA DI ENERGIA IL GIORNO SUCCESSIVO)
  • 14. XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO SCENARI WIND E WIND ECO 1 LEGENDA: yrescap = energia corrispondente alla potenza acquistata il giorno prima per compensare eventuali cali di generazione eolica prescap = prezzo a cui viene remunerata yrescap COSTO OPPORTUNIT AFFINCH GLI SCENARI WIND E WIND ECO SIANO ECONOMICAMENTE COMPETITIVI, NECESSARIO OTTIMIZZARE prescap AFFINCH RIPAGHI ALMENO IL COSTO OPPORTUNIT RICAVI DERIVANTI DA POTENZA IMPEGNATA PER SERVIZIO DI WIND FOLLOWING
  • 15. XXXXXXXXXXXXXX FUNZIONE OBBIETTIVO SCENARI WIND E WIND ECO 1 LEGENDA: yrescap = energia corrispondente alla potenza acquistata il giorno prima per compensare eventuali cali di generazione eolica prescap = prezzo a cui viene remunerata yrescap NB: lidroelettrico complessivamente viene remunerato in due modi per il servizio wind following RICAVI DERIVANTI DA POTENZA IMPEGNATA PER SERVIZIO DI WIND FOLLOWING RICAVI DA ENERGIA VENDUTA IL GIORNO STESSO IN CASO DI MANCANZA DI EOLICO
  • 16. XXXXXXXXXXXXXX VINCOLI SCENARIO WIND E WIND ECO 1 LEGENDA: yres,t = energia venduta il giorno stesso per servizio wind following yenergycap = massima energia vendibile nel mercato PJM nel commitment period Ymax = massima energia erogabile dallimpianto durante il commitment period yrescap = energia corrispondente alla potenza acquistata il giorno prima per compensare eventuali cali di generazione eolica yt = energia effettivamente venduta nel mercato PJM St = livello riserva dacqua Smin,t Smax,t = livello massimo e minimo della riserva dacqua S*=livello obbiettivo della riserva dacqua da mantenere alla fine del commitment period
  • 17. XXXXXXXXXXXXXX RISULTATI 1 COSTO OPPORTUNIT ANNUALE: lo scenario WIND ECO presenta una minore dipendenza alla capacit messa a disposizione per il servizio wind following rispetto agli scenari WIND e BAU
  • 18. XXXXXXXXXXXXXX RISULTATI 1 Prezzi di riserva medi mensili e costi opportunit negli anni 2006 - 2007 - 2008 nei due diversi scenari Servizio wind following viene remunerato almeno al costo opportunit. Scenario ECO forte dipendenza da precipitazioni Esito negativo! LEGENDA: BANDA GRIGIA: prezzo di riserva BANDA NERA: costo opportunit
  • 20. XXXXXXXXXXXXXX CRITICHE 2 Analisi esclusivamente economica tiene conto di: surplus dei produttori (profitto della Dominion Power) fattibilit ma viene tralasciato surplus dei consumatori (migliore qualit del bene pubblico riserva naturale) Essendo la diga di propriet di un ente pubblico che deve perseguire la massimizzazione del benessere collettivo, sarebbe stato opportuno tener conto anche del surplus dei consumatori, monetizzando i benefici derivanti dalla maggior qualit della riserva naturale. Cos狸 facendo, il costo opportunit dello scenario WIND ECO sarebbe risultato quantomeno minore.
  • 21. XXXXXXXXXXXXXX BIBLIOGRAFIA 2 Evaluating wind-following and ecosystem services for hydroelectric dams in PJM Fernandez, Blumsack, Reed 2012 Operational constraints and hydrologic variability limit hydropower in supporting wind integration Fernandez, Blumsack, Reed 2013

Editor's Notes

  • #19: Condizione necessaria affinche sia competitivo il wind following: la banda nera deve essere sotto la banda grigia. Larea sottesa dalla curva nera sono gli incentivi Nello scenario ECO, vi 竪 una forte dipendenza dalle precipitazioni