Sähkön reservi- ja fyysisille markkinoille osallistuminen joustavilla kulutuskohteilla

Abstract

The purpose of this thesis was to investigate the possibilities for demand response and aggregation for medium sized electric loads to balance the electric grid. The focus was on estimating the achievable economic benefits. The thesis also evaluated the performance of a pilot project on aggregating resources for frequency regulation reserves. To evaluate the economic benefits the physical and ancillary electricity markets in the Nordic countries was analyzed first. For each marketplace, general requirements for a load to participate was presented. In the pilot project, the rebound-effect was seen significant. It was however also noted, that it is possible to reduce the effect by relatively small changes in the facilities control principles. Finally, a tool was developed to evaluate the economic benefits achievable by introducing demand response activities to a flexible load. The tool was demonstrated by optimizing the electricity consumption of a cold storage facility when participating in different markets. From the results, it can be seen that the combination of spot optimization and par-ticipation in the frequency controlled reserves are the most lucrative scenarios.Diplomityön tavoitteena oli selvittää keskisuurten sähkökuormien aggregointi- ja kysyntäjoustomahdollisuuksia sähköverkon tasapainottamiseksi. Fokus työssä oli taloudellisen kannattavuuden arvioimisessa. Työssä arvioitiin myös Fingridin ja Seam Oy:n välisen aggregointipilotin suorituskykyä taajuuden hallinnan näkökulmasta. Taloudellisten hyötyjen selvittämiseksi tutkittiin aluksi sekä Pohjoismaisia fyysisiä sähkömarkkinoita, että Fingridin ylläpitämiä reservimarkkinoita. Markkinapaikkojen osalta arvioitiin sinne osallistuvilta kuormilta vaadittavia ominaisuuksia. Aggregointipilotista havaittiin rebound-ilmiön olevan merkittävä. Ilmiötä havaittiin kuitenkin voitavan pienentää laitosten ohjaukseen tehtävin pienehköin muutoksin. Lopuksi työssä kehitettiin työkalu joustoon kykenevän kuorman säästöpotentiaalin arvioimiseksi kysyntäjoustoratkaisuja käyttöön otettaessa. Työkalua esiteltiin optimoimalla pakkasvarastolta saatuja sähkön kulutustietoja, eri markkinoille osallistuessa. Tuloksista havaittiin spot-optimoinnin lisäksi kapasiteetin myymisen taajuudenhallintareserveihin tuovan selkeimmät säätöt laitoksen sähkön hankintakustannuksiin