Exjobb - Kapacitetsallokering för energilager som deltar i stödtjänster

Affärsverket Svenska kraftnät (Svk) har till uppgift att på ett affärsmässigt sätt förvalta, driva och utveckla ett kostnadseffektivt, driftsäkert och miljöanpassat kraftöverföringssystem, sälja överföringskapacitet samt i övrigt bedriva verksamheter som är anknutna till kraftöverföringssystemet.

Nätutvecklingsenheten (SKN) ansvarar för att utreda alla nya inmatnings- eller uttagsansökningar som Svk fått från anslutande partners. SKN ansvarar också för att föreslå hur stamnätet behöver utvecklas för att säkerställa en lämplig elleverans.

Bakgrund

Vid kapacitetsberäkning för anslutningar används normalt konservativa scenarion till exempel hög last, där man förväntar sig en kontinuerlig inmatning eller uttag. Ledningars överföringskapacitet i nätet beräknas också utifrån en hög kontinuerlig överföring av effekt.

Energi-/Batterilager kan delta på flera marknader men installeras i dagsläget i huvudsak för att delta i stödtjänstmarknaderna som FFR, FCR-D (upp/ned). Energi-/Batterilager kan snabbt aktivera full effekt men har inte så lång uthållighet beroende på effektuttag relativt storlek i MWh. Kravet på uthållighet för stödtjänsterna FCR-D (upp/ned) är 20 min och 30 sekunder för FFR. Ett Energi-/Batterilager som klarar effekt-in-/utmatning på 30 MW kan då delta i stödtjänstmarknaderna med 30 MW effekt med 20 minuters uthållighet men kan alternativt delta Dagen före och Intradagmarknaderna med 10 MW effekt med en uthållighet på 1 timme. Det är oftast gynnsammare för batterier att laddas och laddas ur långsamt var för det kan vara intressant att ladda och ladda ur Energi-/Batterilagret över längre tid.

Med resonemanget ovan skulle man kunna tänka sig att abonnemanget endast behöver vara på 10 MW även om maximala effektinmatning/-uttaget är 30 MW.

Uppdraget

Problemställning

Hur mycket utrymme av kapacitetsutrymmet ska man boka för ett Energi-/Batterilager med storleken av till exempel 30 MWh? Totalt levererar anläggningen noll minus förluster MWh energi över tid. Den kan producera/konsumera hög effekt över kort tid men påverkan, dvs. belastningen/uppvärmningen av nätet behöver inte vara omfattande för en så kortvarig last.

I dagsläget är det deltagande i stödtjänstmarknaderna som är det största incitamentet för att installera Energi-/Batterilager. För anläggningen det inte är kritiskt för att ha 100% tillgänglighet till nätet och de kan därför vara intresserade av att ha ett flexibelt anslutningsavtal, tex. med från kopplingsmöjligheter för att få anslutning. Det här öppnar för anslutning även där det normalt sett inte finns plats i kapacitetsutrymmet (”pristin kapacitet”).  Man kan tänka sig att det här är lite av en fråga om sammanlagring också.

Utredning

Om man simulerar hur en anläggning skulle agera när den deltar på en och/eller flera stödtjänstmarknader med data från historiska tidsserier från tidsserie databaser. Hur blir varaktighetskurvorna för in- och utmatning respektive över tid (timmar?, veckor?, månader?, år?) för tex. en uppsättning av typår? Vad blir medeleffekten typiska höglasttimmar? Finns det andra intressanta mätetal? 

Kan man från den informationen utreda hur stor den ekvivalenta anslutningskapaciteten (”pristin kapacitet”) skulle vara? Det vill säga den motsvarande kapacitet som man skulle tilldelat en vanlig anläggning med kontinuerlig inmatning/uttag. Ex. en anläggning på 30 MW hypotetiskt skulle klara sig med en anslutning på 5 MW?

Målet är att svara på frågeställningen:

Hur mycket av kapacitets utrymme behöver allokeras för Energi-/Batterilager av storleken X?

Förväntat resultat: Beräkningsfaktorer som kan användas för att på ett approximativt sätt uppskatta storleken på anslutningens abonnemang vid tidig indikation eller anslutning av Energi-/Batterilager.

Eventuell utökning

Många ansökningar sker i kombination med solkraftparker. Vilken kapacitet ska allokeras för X MW installerad märkeffekt på anläggningen och hur blir det i kombination samanlagrat med Energi-/Batterilager.

Din profil/bakgrund

• Studerar till Civilingenjör inom Elektroteknik, Energi och miljö eller motsvarande utbildning.
• Du bör behärska svenska och engelska i så väl tal som skrift.

Eftersom vi arbetar med viktig infrastruktur i samhället så är våra tjänster säkerhetsklassade och svenskt medborgarskap är därför ett krav.

Villkor för ersättning

• Omfattning på uppdraget är 30 högskolepoäng.
• Tjänsten är placerad i Sundbyberg/Stockholm.

Följande ska ha inkommit för att utbetalning av arvode ska ske:
• Exjobbsrapporten ska vara klar och tillgänglig i sin slutversion.
• Utlåtande i mail från Svenska kraftnäts handledare att examensarbetaren är klar från Svenska kraftnäts sida. I detta ingår att du/ni ska ha presenterat ditt/ert arbete på Svenska kraftnät.
• Utlåtande i mail från högskolans handledare att examensarbetaren är klar från deras sida. I detta ingår att du/ni ska ha presenterat ditt/ert arbete på högskolan, och om det ingår opponerat på annans arbete.
• Utdrag ur betygsregistret LADOK (PDF i mail) där det framgår att godkänt examensarbete är inrapporterat.

Information

För svar på allmänna och praktiska frågor hänvisar vi i första hand till ansvarig rekryterare Carl Isaksson, 010-489 20 28. För svar på specifika frågor kring uppdraget hänvisar vi till Krister Linnanheimo, 010-475 28 71.

Vi vill ha din ansökan senast 2024-11-03. Planerad start för examensarbetet är januari 2025.