Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Validation of Models for Analysis of the Flexibility of the Swedish Power System
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electric Power Systems.
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Validering av modeller för att studera flexibiliteten i det svenska elsystemet (Swedish)
Abstract [en]

The Swedish parliament has passed a planning framework to increase wind power production

and have the annual production of 30 TWh wind power in 2020. The expansion of a

continuously varying generation would result in an increased need for the capability of power

system to keep the balance between generation and consumption. Therefore, it is important to

study the flexibility of Swedish power system.

Two models of Swedish power system are studied in this thesis work. The first model is a

model of Swedish hydro power system which has been developed at KTH. The KTH model is

formulated as a large linear optimization problem simulated in GAMS platform. It has a

detailed representation of large hydro power plants but presents a simple model of electricity

market and trading to other areas. The other model is Apollo which is developed by Sweco

Company. Apollo is also formulated as an optimization problem and is a market model which

uses a simplified model of hydro power system.

The objective of this thesis work is to exchange data between the two models in order to

compare, validate and if possible improve the models. To exchange data, the inputs and some

outputs of Apollo are used as the inputs of KTH model and finally the outputs of KTH model

is compared with the corresponding outputs of Apollo.

There are some differences between the two models that must be removed in order to

exchange data. All of differences except one of them are removed by data adjustment. The

different methods that are used to remove those differences are discussed in the report. Due to

the remaining difference and different efficiencies in the two models, scenarios cannot be

directly transformed from Apollo to the KTH model. Therefore, three methods are introduced

as compensation for the remaining differences. After applying those methods the same results

can be obtained in the two models.

As a result of the work on the data exchange some improvements are implemented in the

KTH model and some improvements are identified and proposed for future work. The

improvements are toward removing all the differences between the two models and make the

models more similar to the real Swedish hydro power system. It is also concluded from the

results that the Apollo hydro power schedules are feasible according to KTH model of hydro

power system. This shows that Apollo does not overestimate the flexibility of Swedish hydro

power system in the tested scenarios.

Abstract [sv]

Riksdagen har beslutat om ett planeringsmål för ökad vindkraftproduktion upp till 30 TWh

vindkraft år 2020. En utbygnnad av kontinuerligt varierande produktion skulle medföra ett

ökat behov för elsystemets förmåga att balansera produktion och konsumtion. Därför är det

viktigt att studera flexibiliteten i det svenska elsystemet.

Två modeller av det svenska elsystemet studeras i detta examensarbete. Den första modellen,

som är utvecklad på KTH, är en modell av det svenska vattenkraftsystemet. KTH-modellen är

formulerad som ett stort linjärt optimeringsproblem som simuleras i GAMS-plattformen.

Modellen har en detaljerad representation av större vattenkraftverk, medan modellen av

elmarknaden och handeln med andra områden är mycket förenklad. Den andra modellen heter

Apollo och är utvecklad av konsultföretaget Sweco. Apollo är också formulerad som

ett optimeringsproblem, och är en marknadsmodell som använder en förenklad modell av

vattenkraftsystemet.

Målsättningen med detta arbete är att utbyta data mellan de två modellerna för att jämföra,

validera och om möjligt förbättra de två modellerna. För att utbyta data används indata och

vissa utdata från Apollo som indata till KTH-modellen och slutligen jämförs utdata

från KTH-modellen med motsvarande utdata från Apollo.

Det finns en del skillnader mellan de två modellerna som måste hanteras för att datautbytet

ska vara möjligt. Alla skillnader utom en hanteras genom att modifiera data. De olika metoder

som används för att hantera dessa skillnader diskuteras i rapporten. På grund av den

återstående skillnaden och olika verkningsgrader i de två modellerna så kan inte scenarier

överföras direkt från Apollo till KTH-modellen. Därför föreslås tre metoder för att

kompensera de återstående skillnaderna. Med hjälp av dessa metoder kan samma resultat

erhållas från de två modellerna.

Till följd av arbetet med datautbytet har några förbättringar av KTH-modellen implementerats

och ytterligare förbättringar har identifierats och föreslagits som framtida arbete. Dessa

förbättringar syftar till att ta bort skillnaderna mellan de två modellerna och att göra de

modellerna mer lika det verkliga svenska vattenkraftsystemet. En slutsats från projektet är

också att de produktionsplaner för vattenkraften som erhålls från Apollo är genomförbara

enligt KTH:s modell av vattenkraften. Detta visar att Apollo i de testade scenarierna inte

överskattar flexibiliteten i det svenska vattenkraftsystemet.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 76 p.
Series
EES Examensarbete / Master Thesis, XR-EE-EPS 2014:012
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-153950OAI: oai:DiVA.org:kth-153950DiVA: diva2:754438
Educational program
Master of Science - Electric Power Engineering
Examiners
Available from: 2014-10-10 Created: 2014-10-10 Last updated: 2014-10-10Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(938 kB)