Feasibility study of battery storage in secondary frequency control of an electric power system

Sistemski operater elektroenergetskega prenosnega omrežja je zadolžen za vzdrževanje ravnovesja med proizvodnjo in porabo električne energije. Za zagotavljanje stabilnosti elektroenergetskega sistema uporablja sistemske storitve, kot so regulacija frekvence in delovne moči. Večinoma so za regulacijo zadolžene sistemske elektrarne, katere so bile za to izbrane, ki morajo biti v primeru pojava potrebe po regulaciji v stalni pripravljenosti. Poleg sistemskih elektrarn imamo različne metode hranjenja energije, ki jo lahko po potrebi pretvorimo nazaj v električno in tako uporabimo za regulacijo. Razni tehnološki razvoji na področju elektrokemijskega shranjevanja energije omogočajo shranjevanje električne energije v baterijskih hranilnikih. Ti omogočajo natančnejšo regulacijo električne energije ter zagotavljanje boljše kakovosti izvajanja storitve. Zaradi povečanja obnovljivih virov električne energije bo lahko v prihodnosti prihaja do večjih sprememb pri proizvodnje električne energije. Zato se išče različne načine kako bi zadostili povečanim potrebam regulacije. V magistrski nalogi je raziskano področje sekundarne regulacije frekvence, predstavljene pa so tudi zahteve operaterja in tehnologije, če želimo sodelovati v regulaciji. Naloga predstavlja potencialno uporabo baterijskih hranilnikov, baterij električnih vozil in baterije odrabljenih baterij električnih vozil za zagotavljanje sistemskih storitev sekundarne frekvenčne regulacije v elektroenergetskem sistemu. Izpostavljene so še morebitna vprašanja in težave, ki jih bo odpraviti če jih bomo želeli uporabiti za potrebe regulacije. Predstavljena je ekonomska ocena in njihova upravičenost uporabe baterijskih hranilnikov, baterij električnih vozil in odrabljenih baterij električnih vozi za potrebe sekundarne frekvenčne regulacije. Prikazane so prednosti in pomanjkljivosti takšnega načina regulacije EES.Transmission system operator is responsible for maintaining the balance between the production and the consumption of electricity. To ensure the stability of electric power system, the system operator uses ancillary services, such as frequency control and active power. Mostly, the control is provided by the conventional power units which are selected for this and which must be on standby in case of demand for control. Besides the conventional power units there are various methods of storing energy, which can be converted back to electrical energy and used for control. A number of technological developments in the field of electrochemical storage of electricity enable us to store electrical energy in battery storage. These enable a more precise control of electrical energy and provide an improved performance quality of the service. Due to an increased use of renewable energy sources, big changes may start to occur in electricity production. Due to this, a lot of research is done on the ways of providing for increased demand of control. The thesis explores the field of secondary frequency control and also presents the criteria of system operator and technology, which needs to be meet if we want to participate in control. The thesis also presents the potential use of battery storage, electric-vehicle batteries and end-of-life electric-vehicle batteries to provide ancillary services for the secondary frequency control of power system. Presented is the economic assessment and justification of using battery storage, electric-vehicle batteries and end-of-life electric-vehicle batteries storage for secondary frequency regulation. The advantages and disadvantages of such EPS control are shown