Technicko-ekonomické zhodnocení agregace pro poskytování flexibility

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá analýzou, identifikací a potenciálem zařazení agregátora flexibility do současného trhu s elektřinou v České republice. K jeho začlenění mezi ostatní subjekty na trhu s elektřinou byl analyzován a popsán stávající stav trhu s elektřinou, popsána funkce a pozice jednotlivých subjektů na trhu a způsob finančního vypořádání mezi těmito účastníky trhu. V rámci práce byly identifikovány možné činnosti agregátora flexibility a jejich případné dopady a vlivy na ostatní subjekty. Z hloubkové analýzy současného stavu elektroenergetického trhu a jeho budoucí predikce vývoje byly identifikovány potenciální hrozby, a to zejména vyšší instalace OZE, dynamický rozvoj elektromobility a celková změna chování sítě. Právě s těmito výzvami může pomoci agregace flexibility a snížit tak jejich případné negativní dopady. V této práci se zabývám vybraným problémem nárůstu zatížení transformátorů na hladině NN v důsledku instalace dobíjecích stanic. Pro řešení zamezení přetížení distribučních transformačních stanic byl vytvořen a simulován model nezávislého agregátora poskytujícího flexibilitu na sekundární straně distribuční transformační stanice, který by byl zároveň provozovatelem daných dobíjecích stanic. Celkové výsledky potřebné energie k agregaci flexibility, velikost přetížení, ale i velikost vzniklého rebound efektu byly následně ekonomicky posouzeny a analyzovány z pohledu ekonomické efektivnosti s návazností na současné a do budoucna predikované podmínky trhu s elektřinou. V závěru práce byl model podroben citlivostním analýzám na klíčové parametry. Z provedeného zkoumání a modelování na reálných datech provozu byl zjištěn pozitivní vliv agregace flexibility na provoz sítí NN, a to zejména v oblasti řízení přetížení distribučních transformátorů.

This master thesis deals with the analysis, identification, and potential of the integration of a flexibility aggregator in the current electricity market in the Czech Republic. To incorporate it among other electricity market actors, the current state of the electricity market was analysed and described the functions and positions of the individual market participants and the method of financial settlement between these market participants were described. The possible activities of the flexibility aggregator and their possible impacts and influences on other entities were identified. From an in-depth analysis of the current state of the electricity market and its future predicted development, potential threats were identified, such as increased of RES installation, dynamic development of electromobility and overall change in electricity network character. Precisely all these challenges can be addressed by flexibility aggregation and thus we can reduce and prevent their potential negative impacts on the power grid operation and its stability. In this paper, I address the selected problem of transformer overload due to the installation of charging stations at the low voltage level. To avoid overloading of distribution transformer stations, a model of an independent aggregator providing flexibility on the secondary side of the distribution transformer station, which would also be the operator of the charging stations was designed and simulated. The overall results of the energy required to aggregate the flexibility, the magnitude of the congestion, as well as the volume of the rebound effect created were then economically assessed and analysed to calculate economic efficiency under the current and future predicted electricity market conditions. Finally, the proposed model was subjected to sensitivity analyses on key parameters. From the investigation and modelling performed on real operation data, a positive impact of flexibility aggregation on the operation of LV networks was identified, especially in congestion management of distribution transformers.