Exploring the Possibilities with Ancillary Service Provision by Telecom Batteries: A Study of Regulatory, Technical, and Market Considerations in the Swedish Power Grid
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Utforskning av möjligheterna att använda telekombatterier i stödtjänster för elnätet : En studie med hänsyn till regulatoriska och tekniska krav samt marknaden i det svenska elnätet (Swedish)
Abstract [en]
With the increase of renewable electricity generation, and subsequent loss of inertia, in power systems all over the world, ensuring power system stability will be a more challenging task. To combat this, ancillary services are employed all over the world, letting external actors contribute to a stable power system operation. In many power systems, the external actors receive financial reimbursement for this. Recently, batteries have come to play a large part in providing these ancillary services. The similar type of batteries that commonly provide ancillary services can also be found in the millions of telecom cell sites all over the world, to ensure functionality and access to cellular coverage during blackouts. The aim of this project is to explore the feasibility for using these telecom batteries located in cell sites for participation in ancillary service markets. This could help the host company Telefonaktiebolaget LM Ericsson expand their revenue model, as well as help the system operator ensure power system stability by enabling more regulating capacity. This project included two main parts. First, investigating the technical requirements stipulated by the transmission system operators in the Nordic Synchronous Area (NSA). That specific region was chosen due to the amount of publicly available data, as well as being a state-of-the-art power system when it comes to ancillary services, and the fact that the host company Telefonaktiebolaget LM Ericsson originated from Sweden. Second, the potential economic benefits were assessed quantitively by simulating battery participation in two Swedish ancillary service markets, based on historical market data, as well as making forecasts for market development, to then calculate key economic indicators to assess historic and future potential economic benefits. The results show that it can be technically feasible to use telecom batteries to provide ancillary services. However, there are some concerns with respect to communication between different cell sites, as well as between cell sites and the system operator. The prices for the investigated ancillary service products have historically been volatile, which made forecasting difficult. However, the simulation results show that the investments needed for ancillary service provision have a payback time of 4-44 months. The length of the payback period much depends on the market forecasting method used.
Abstract [sv]
I och med ökningen av förnybar elproduktion och den resulterande förlusten av svängmassa i kraftsystem världen över kommer stabiliten sjunka. För att motverka detta har marknader för stödtjänster etablerats. Dessa tillåter externa aktörer (utöver systemansvariga) att hjälpa till att hålla systemet stabilt i utbyte mot ekonomisk ersättning. På senare tid har batterier bidragit med en allt större del av stödtjänsterna. Liknande batterier finns i de miljoner telekom-basstationer som finns världen över för att säkerställa att basstationerna är funktionella även under strömavbrott. Syftet med det här projektet är att utforska möjligheten att använda dessa telekombatterier som återfinns i basstationer till att leverera stödtjänster. Detta undersöktes först genom att kartlägga de tekniska krav som ställs av de systemansvariga i det nordiska synkronområdet. Detta område valdes dels på grund av mängden öppet tillgänglig data, men även för att dessa kraftsystem har de mest välutvecklade mekanismerna kopplade till stödtjänster. Efter att ha genomfört den kvalitativa studien som baserades på de tekniska kraven värderades den ekonomiska lönsamheten genom en kvantitativ studie. Batteriernas deltagande på två av stödjänstmarknaderna i Sverige simulerades dels med historisk data, dels med framtidsprognoser. Därefter beräknades ekonomiska nyckeltal för att värdera både den historiska och den prognosticerade marknadspotentialen. Resultaten visar att det kan vara tekniskt möjligt för telekombatterier att bidra med stödtjänster. Dock finns det utmaningar med latensen i rapporteringen mellan basstationer och den systemansvariga samt mellan basstationer och en eventuell centraliserad kontrollanläggning. Priserna för de undersökta stödtjänstmarknaderna har historiskt sett varit volatila vilket försvårade prognosticeringen, men simuleringsresultaten uppvisade potential för den framtida marknaden, med återbetalningstider på mellan 4-44 månader beroende på vilken prognosticeringsmetod som användes.
Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 94
Series
TRITA-EECS-EX ; 2025:65
Keywords [en]
Ancillary Services, Power System Stability, Battery Energy Storage Systems, Telecom Cell Sites
Keywords [sv]
Stödtjänster, Kraftsystemstabilitet, Batterienergilagersystem, Telekom-basstationer
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-362108OAI: oai:DiVA.org:kth-362108DiVA, id: diva2:1950531
External cooperation
Telefonaktiebolaget LM Ericsson
Supervisors
Examiners
2025-04-112025-04-082025-04-11Bibliographically approved