The intermittent nature of sources like wind and solar has made it extremely difficult to integrate renewable energy into electricity systems. By storing energy and providing ancillary services in the electrical markets, Battery Energy Storage Systems (BESS) offer a way to stabilize grids. The goal of this thesis is to optimize BESS operations in the Nordic and Central European power markets to minimize battery degradation and maximize financial rewards.

This study aims to determine if BESS may be economical in electricity markets with volatile pricing. Efficient battery management can result in significant revenues in these sectors. It can also assist decrease long-term expenditures associated with battery wear and tear. The potential for profit and cost reductions is the driving force behind this study.

Maintaining operational effectiveness and optimizing profits are two challenges when it comes to ensuring grid stability while using BESS to take advantage of volatile market pricing.

To maintain this operational effectiveness and optimize profits, a non-linear degradation model for LFP batteries is developed to examine the effects of temperature, depth of discharge (DoD), and state of charge (SoC). To strike the greatest possible balance between profitability and degradation, the research uses multi-stage optimization models, to use SoC as a linearized function of degradation costs and probability-based bidding techniques to assess Spot and Frequency Containment Reserves (FCR-D) markets respectively.

The findings demonstrate that BESS operations may be improved considerably, while lessening the degradation costs while preserving consistent financial gains using multi-stage optimization. The long-term financial sustainability of BESS in certain markets is further demonstrated by the cost-benefit analysis.

Den intermittenta naturen hos källor som vind och sol har gjort det extremt svårt att integrera förnybar energi i elsystem. Genom att lagra energi och tillhandahålla kringtjänster på elmarknaderna erbjuder (BESS) ett sätt att stabilisera näten. Målet med denna avhandling är att optimera BESS verksamhet på de nordiska och centraleuropeiska kraftmarknaderna för att minimera batteriförsämring och maximera ekonomiska belöningar.

Denna studie syftar till att avgöra om BESS kan vara ekonomiskt på elmarknader med volatil prissättning. Effektiv batterihantering kan resultera i betydande intäkter inom dessa sektorer. Det kan också hjälpa till att minska de långsiktiga utgifterna i samband med batterislitage. Potentialen för vinst- och kostnadsminskningar är drivkraften bakom denna studie.

Att upprätthålla operativ effektivitet och optimera vinster är två utmaningar när det gäller att säkerställa nätstabilitet samtidigt som man använder BESS för att dra fördel av volatil marknadsprissättning.

För att bibehålla denna operativa effektivitet och optimera vinsten utvecklas en icke-linjär nedbrytningsmodell för litiumjonbatterier för att undersöka effekterna av temperatur, urladdningsdjup (DoD) och laddningstillstånd (SoC). För att uppnå största möjliga balans mellan lönsamhet och försämring använder forskningen flerstegsoptimeringsmodeller, för att använda SoC som en linjär funktion av försämringskostnader och sannolikhetsbaserade budtekniker för att bedöma Spot- och Frequency Containment Reserves (FCR-D)-marknader.

Resultaten visar att BESS-verksamheten kan förbättras avsevärt, samtidigt som nedbrytningskostnaderna minskar samtidigt som konsekventa ekonomiska vinster bevaras med flerstegsoptimering. Den långsiktiga finansiella hållbarheten för BESS på vissa marknader demonstreras ytterligare av kostnads-nyttoanalysen.