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
Cross-market optimization for a hydro pumped storage using dynamic programming
KTH, School of Electrical Engineering (EES).
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Following the liberalization of the electricity sector and the increase of renewables, the design of the electricity markets has evolved. Optimization techniques and models for power system generation scheduling including multiple markets are nowadays crucial.

In this thesis, a solution has been developed in order to optimize the schedule of a hydro pumped storage while considering electricity markets with di˙erent time resolutions. The model is based on the German market design and uses deterministic dynamic programming techniques. Based on past data, the final model allows backtesting analyses to assess previous strategies. The usage of forecasted prices and forecasted executions in the reserve markets gives the possibility to provide planning and indicators to the traders. Unique price scenarios and executions scenarios are considered due to the deterministic characteristic of the model.

The optimization can compare simultaneously di˙erent spot markets and provides the corresponding optimal schedule. Adjustments can be made to consider the tertiary reserve market. In the tertiary reserve market, each o˙er corresponds to an upward or downward regulation for a given period i.e. an increase or decrease in the injected energy in the power system. Only exclusive options are considered for a fixed volume chosen at the beginning of the simulation: either a possible upward regulation is o˙ered, or a downward for a given period and the fixed volume. In addition, a successful o˙er for the primary or secondary reserve market can be assumed as a fixed parameter at the beginning of the simulation.

A demonstration of the optimization is provided for a hydro pumped storage defined in the thesis and validates the usage of dynamic programming. The simulations highlight the interest in considering multiple markets with high time resolution to increase the potential profit. Moreover, the financial interest of the reserve markets is shown for a hydro pumped storage. The model allows an assessment of the di˙erent trading possibilities in the reserve markets.

Suggested improvements to the model and potential for future work can be found in the final chapter of this thesis.

Abstract [sv]

Efter liberaliseringen av elsektorn och ökande förnyelsebar andelen, har designen av el-marknaden utvecklats. Optimerings metoder för elproduktions planering med flera olika marknader är avgörande.

I denna avhandling, har en lösning utvecklats för att optimera produktions planerin-gen av ett pumpkraftverk som tar hänsyn till flera elmarknader med olika tidsupplösningar. Modellen baseras på den Tyska marknads designen och deterministisk dynamisk program-mering. Baserad på historisk data, kan den slutgiltiga modellen användas för backtesting av tidigare strategier. Användningen av prognostiserade priser och utförande i reserv marknader ger möjligheten at förse planering och indikationer till handlaren.

Optimeringen kan jämföra olika spot marknader samt den tertiär reservmarknaden sam-tidigt och förser den motsvarande produktionsplanen. I tertiär marknaden motsvarar varje bud en upp eller ner reglering i den givna tidsperioden. I början av simuleringen avges reglerings håll för en fast volym: antingen är budet en upp eller ner reglering för en fast volym för en given tidsperiod. Ett lyckat bud i primär och sekundär marknaden kan antas som en konstant parameter i början av simuleringen.

En demonstration av optimeringen förses för ett pumpkraftverk definierat i avhandlingen och bekräftar användningen av dynamisk programmering. Simuleringarna framhäver in-tresset för att ta hänsyn till flera marknader med höga tidsupplösningar för potentiella vinst. Det finansiella intresset för en reserv marknad visas för ett pumpkraftverk. Modellen tillåter antagande för olika handelsmöjligheter i reserv marknader.

I sista kapitlet av avhandlingen finns förslag till förbättringar och framtida arbete.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 64 p.
Series
EES Examensarbete / Master Thesis, TRITA EE 2016:011
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-187689OAI: oai:DiVA.org:kth-187689DiVA: diva2:931103
Examiners
Available from: 2016-05-26 Created: 2016-05-26 Last updated: 2016-05-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2880 kB)156 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2880 kBChecksum SHA-512
fe236af0d62d08ccf3f18f4cb164c65b1a01b4af1c01aec8f0dae75e07f7a6650a90165c87d3864a5fe89e97779eb9dac76e18f722bb20bf8bee7b75c91bc9c9
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering (EES)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 156 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 577 hits
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