Regelalgoritmes

Batterijplanning

Het vooruitkijkende plan dat het EMS voor de batterij maakt: wanneer laden, wanneer ontladen en wanneer stilstaan, en waarom.

De batterijplanning is het vooruitkijkende plan dat het EMS voor de batterij maakt: wanneer laden, wanneer ontladen en wanneer stilstaan in de komende periode.

Ze wordt gemaakt zodra deze twee dingen gelden:

de regelstrategie van het project staat op Kostoptimalisatie, en
er is geen extern signaal actief, dus er is op dat moment geen externe partner die de installatie aanstuurt.

Stuurt een partner via een extern signaal de batterij actief aan, dan heeft dat signaal voorrang en geldt de batterijplanning niet. Staat die partner op stand-by, dan valt de batterij terug op de planning van de kostoptimalisatie.

Waarop ze optimaliseert

Onder de strategie kostoptimalisatie streeft de planning ernaar de energiekost van de installatie zo laag mogelijk te houden: energie wordt opgeslagen wanneer ze goedkoop is en gebruikt wanneer ze duur is.

Om het plan te maken combineert het EMS:

Voorspelde energieprijzen: de dynamische day-aheadprijzen voor het project.
Voorspelde PV-productie: de verwachte zonneopbrengst.
Voorspeld verbruik: het verwachte verbruik van de installatie.

Daaruit bepaalt het het laad- en ontlaadplan met de laagste kost, met respect voor:

de grenzen van de laadtoestand van de batterij (minimale en maximale SoC), en
de grenzen van de netaansluiting (maximale injectie en afname).

Hoe de planning opgebouwd wordt

De planning wordt vooraf gemaakt over de voorspellingshorizon en wordt elke regelcyclus opnieuw berekend zodra er nieuwe prijs- en productievoorspellingen binnenkomen.

Elke cyclus doet het EMS dit:

Vooruitkijken naar de voorspelde prijzen, PV-productie en verbruik.
De periodes bepalen die het waard zijn om uit de batterij te dekken, doorgaans de dure verbruikskwartieren (en aantrekkelijke injectiekwartieren).
Het laden vooraf plannen (uit PV-overschot waar dat er is, anders van het net tijdens goedkopere periodes), zodat de energie al opgeslagen is voordat ze nodig is.
Nagaan of het de moeite is. Laden en ontladen worden alleen gepland wanneer het prijsverschil tussen de goedkope en de dure periode groot genoeg is om de verliezen heen en terug van de batterij te overtreffen (een instelbaar minimaal prijsverschil). De batterij cyclen voor een marginale winst wordt vermeden. Concreet:
- Een verbruiksperiode die goedkoper is dan het minimale prijsverschil wordt nooit uit de batterij gedekt: zelfs gratis bijladen zou de marge niet halen die de site per cyclus vraagt, dus neemt die periode gewoon van het net af.
- Een ontlading die de batterij er meteen daarna weer zou bijladen (gepland goedkoop laden of zoninstroom vlak erna) is een volledige extra laad- en ontlaadcyclus. Ze wordt alleen gepland wanneer de vermeden aankoopprijs ook de bijlaadprijs plus het minimale prijsverschil overtreft; anders blijft de batterij stilstaan in plaats van voor een marginale winst tussen laden en ontladen te wisselen.
De grenzen respecteren: de minimale en maximale laadtoestand van de batterij en de grenzen van de netaansluiting (maximale injectie en afname).

Elke regel wordt opgevolgd van gepland naar in behandeling naar klaar, zodat het werkelijke laden en ontladen vergeleken kan worden met wat gepland was en de rest van het plan aangepast kan worden als de werkelijkheid van de voorspelling afwijkt.

Het resulterende plan staat per kwartier op het projectdashboard, waar je ook afzonderlijke kwartieren kunt overschrijven en het verwachte laadniveau aan de controller kunt opvragen.

Opgeslagen energie gaat waar ze het meest opbrengt

Opgeslagen energie heeft doorgaans meer kandidaat-bestemmingen dan de batterij kan bedienen: de dure avond van vandaag, het verbruik van vannacht, de piek van morgen, en, wanneer energie verkopen aan het net aanstaat, momenten met een hoge injectieprijs. De planning wijst de opgeslagen energie toe aan de bestemming waar ze het meest opbrengt, en houdt er rekening mee dat een goedkoop laadvenster tussen twee van die bestemmingen het beeld verandert:

Een toekomstige behoefte die tussendoor uit een goedkoop venster aangevuld kan worden (bijvoorbeeld het verbruik van morgenavond, met goedkope nachturen ervoor) houdt de energie van vandaag niet vast. Ze wordt in plaats daarvan gedekt door in dat venster te laden.
De opgeslagen energie die daardoor vrijkomt, gaat naar de bestemmingen die niet goedkoop bijgeladen kunnen worden, doorgaans de periode voor dat venster: de dure avond of de injectiepiek van vandaag.

Het praktische gevolg: tijdens een hoge avondpiek kan de batterij op vol vermogen door de hele piek ontladen, alles boven het eigen verbruik van de site verkopen, en de piek afsluiten dicht bij haar minimale laadtoestand. De behoeften van de volgende dag worden gedekt door bij te laden in de goedkope nachturen in plaats van door energie doorheen de piek achter te houden. Achterhouden gebeurt alleen wanneer het echt de moeite is: wanneer de latere behoefte meer waard is dan de verkoop en niet op tijd voordelig bijgeladen kan worden.

Geplande acties

De planning is een reeks regels met een tijdstip. Elke regel beschrijft één geplande actie met twee delen: een actie (wat de batterij tijdens die periode doet) en een doel (waarom ze het doet).

Acties

Actie	Wat de batterij doet
Vast vermogen aanhouden	Volgt exact het geplande vermogenssetpoint, gebruikt om van het net te laden en om te ontladen richting injectie op het net.
Opladen op maximaal vermogen	Laadt op met het maximaal beschikbare vermogen.
Bij productieoverschot opladen	Laadt alleen met het actuele PV-overschot, dus niet van het net.
Productietekort aanvullen	Ontlaadt om het actuele productietekort te dekken.
Batterij stand-by	Er is niets gepland; de batterij mag stilstaan.

Doelen

Doel	Betekenis
Laden voor een duur kwartier	Nu laden, terwijl het goedkoop is, om een komende dure periode te dekken.
Laden bij negatieve prijs	Laden omdat de elektriciteitsprijs negatief is, dus omdat je betaald wordt om te verbruiken.
Laden voor injectie	Nu goedkope netenergie laden, specifiek om ze later tegen een hoge injectieprijs te verkopen (zie energie verkopen aan het net).
Ontladen in een duur kwartier	Ontladen tijdens een dure periode om niet van het net te moeten kopen.
Ontladen voor een negatieve prijs	Ontladen voor een periode met negatieve prijzen, zodat er ruimte is om er tijdens die periode te laden.
Ontladen voor injectie	Ontladen om op het net te injecteren (te verkopen) wanneer de injectieprijs aantrekkelijk is.
Geen actie	Voor deze periode is er niets te doen.

Een actie kan bijvoorbeeld "vast vermogen aanhouden" zijn met als doel "ontladen voor injectie": de batterij volgt een gepland ontlaadsetpoint om energie op het net te injecteren tijdens een aantrekkelijke injectieprijs.

Voorbeeld: hoge avondprijzen

De grafiek hieronder toont het scenario hoge avondprijzen uit de simulator. Elektriciteit is goedkoop tijdens de dag en wordt in de avond veel duurder: de verbruiksprijs springt tussen ongeveer 18:00 en 00:00 naar ruwweg 450 €/MWh.

Batterijplanning, scenario met hoge avondprijzen — De batterij laadt tijdens de goedkope, zonnige dag en ontlaadt tijdens de dure avondpiek.

Wat de planning doet:

Dag (ongeveer 08:00 tot 16:30): laden. Zolang de prijzen laag zijn en de PV produceert, laadt de batterij (positief batterijvermogen). Het meeste daarvan is PV-overschot dat opgeslagen wordt; het doel is laden voor het dure kwartier later op de dag. De laadtoestand klimt van bijna leeg naar haar maximum (ongeveer 95%).
Avondpiek (ongeveer 18:00 tot 00:00): ontladen. Wanneer de verbruiksprijs piekt, ontlaadt de batterij (negatief batterijvermogen) om het verbruik te dekken in plaats van van het net te kopen. Dat is het doel ontladen in een duur kwartier, en de laadtoestand zakt steil.
Nacht: uitbollen. Zodra de prijzen weer normaal zijn, mag de batterij terugzakken naar haar minimale laadtoestand.

Door de opgeslagen energie van de goedkope dag naar de dure avond te schuiven, vermijdt de installatie aankopen tegen de piekprijs. Precies waarvoor de planning van de kostoptimalisatie bedoeld is.

Met energie verkopen aan het net aan gaat hetzelfde scenario verder: de batterij ontlaadt op vol vermogen door de hele piek, verkoopt alles boven het eigen verbruik van de site tegen de hoge injectieprijs, en laadt in de goedkope nachturen weer bij voor de volgende dag.