kth.sePublications
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 and improvement of apower imbalance model to assessthe need for balancing services
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Continuously maintaining a balance between production and consumption in the electric power system is necessary to prevent component malfunctions. To counteract power imbalances, which are deviations from planned schemes, balancing services are used. A model has been created at KTH to predict the size and behaviour of power imbalances. The model aims to assess the need for balancing services in future scenarios with a greater demand for electricity and a larger share of production from variable sources. This study aims to evaluate the model’s performance by comparing it with historical data. This study proposes ten Key Performance Indices to highlight different aspects of the modelling process that could impact the need for balancing services, such as intra-hourly variability and the change in power imbalance from one hour to the next. Additionally, it examines the autocorrelation of the power imbalance and the correlation with wind and load to identify further relationships. The analysis identified two critical differences between the real and simulated data sets. The real data had a non-zero mean that correlated with wind power generation, while the simulated data had a mean close to zero regardless of wind and load. In addition, the simulated data featured more prominent and abrupt changes in the power imbalance in the transition between hours. The thesis attributes these differences to two different market policies not included in the model and proposes appropriate changes. The model cannot accurately simulate power imbalances in today’s power system without implementing these changes. However, doing so might reduce the model’s flexibility for simulating other systems with different policies. Future work includes implementing the proposed changes and testing the imbalance netting step, which this project did not include but is integral to the model.

Abstract [sv]

I elnätet är det avgörande att upprätthålla en balans mellan produktion och konsumtion av effekt för att undvika skador på olika komponenter. En modell har utvecklats på KTH för att simulera hur effektobalanserna kommer bete sig i framtida scenarier med mer vindkraft och en större efterfrågan på el, i syfte att effektivt utforma stödtjänster. Syftet med detta arbetet är att utvärdera om modellen på ett tillfredsställande sätt kan simulera effektobalanser genom att jämföra dess simulerade data med historisk data. I rapporten presenteras tio nyckeltal som beskriver specifika aspekter av effektobalansens beteende, vilka kan påverka behovet av stödtjänster samt ge insikt i var i modellen eventuella problem kan uppstå. Vidare har effektobalansens autokorrelation samt dess korrelation med både vind och konsumtion undersökts. Två huvudsakliga skillnader mellan den historiska och den simulerade datan. I den simulerade datan så var effektobalansens medelvärde nära noll oberoende av vindkraftsproduktionen. I den historiska datan avvek medelvärdet markant från noll och ökade vid högre vindkraftsproduktion. Dessutom observerades stora, abrupta förändringar i effektobalansen vid timövergånar i den simulerade datan medan dessa var betydligt mindre i den historiska datan. Rapporten identifierar två policyer, som ännu inte ingår i modellen, som sannolika orsaker till dessa skillnader och föreslår hur modellen kan uppdateras för att inkludera dem. Modellen kan inte användas för att simulera dagens elsystem utan att ta hänsyn till effekterna från dessa policyer, men deras inkludering skulle å andra sidan minska modellens förmåga att simulera elsystem med andra policyer. Framöver bör de föreslagna förändringarna implementeras och modellen prövas på nytt.

Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 87
Series
TRITA-EECS-EX ; 2024:992
Keywords [en]
Power Imbalances, Imbalance Modelling, Future Scenarios, Balancing Services, Nordic Power System
Keywords [sv]
Effektbalans, Obalansmodellering, Framtida Scenarior, Stödtjänster, Nordiska Synkronområdet
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-361646OAI: oai:DiVA.org:kth-361646DiVA, id: diva2:1947126
Supervisors
Examiners
Available from: 2025-03-27 Created: 2025-03-25 Last updated: 2025-03-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(9888 kB)24 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 9888 kBChecksum SHA-512
622dea036165343cc3253752e9418354f54521fd683d23db929f7a3041d155b29bf693313fa305cfb15b6e921b71d2d001bff1ca8dbd867b60e19046930e159e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 24 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: 251 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