A Modo Energy desenvolveu uma previsão para receitas de armazenamento de energia em baterias no ERCOT. Após nossa explicação do modelo de custo de produção, vamos analisar o segundo componente central da previsão da Modo Energy: o modelo de despacho.

Esse modelo simula as operações das baterias em determinadas condições de mercado, e suas configurações personalizadas permitem que proprietários, operadores, desenvolvedores e financiadores de baterias adaptem suas previsões de receitas até 2050, considerando as características específicas do projeto que desejam analisar.

O usuário da previsão pode personalizar suas entradas para visualizar projeções de receitas para baterias de diferentes tamanhos, capacidades, durações e localizações. Assim, é possível construir e comparar facilmente casos de negócio com base em diferentes cenários. Para saber mais, agende uma conversa agora.

Então, como essas receitas projetadas de baterias são calculadas?

O modelo de despacho simula as operações de um único sistema de armazenamento de energia em baterias. Dessa forma, calcula as receitas e taxas de ciclagem da bateria.

O que é o modelo de despacho?

O modelo de despacho simula as operações da bateria e, por fim, o desempenho das receitas em um conjunto de condições de mercado. O modelo realiza isso em intervalos de 15 minutos até o final de 2050.

O modelo de custo de produção gera um conjunto de condições de mercado. Ele calcula a geração por tipo de tecnologia, contratação de Serviços Ancilares e preços de energia em cada região para cada período. Isso representa uma simulação do despacho econômico ótimo da geração para atender à demanda projetada.

Usando os resultados do modelo de custo de produção, o modelo de despacho calcula as receitas e operações projetadas para uma bateria com especificações personalizadas.

Mas como funciona o modelo de despacho?

Vamos começar com a configuração da bateria que você deseja prever.

Quais aspectos de uma bateria são personalizáveis na previsão?

A previsão da Modo Energy para o ERCOT permite que os usuários construam previsões de receitas adaptadas aos seus próprios sistemas de armazenamento de energia em baterias. Isso começa com a personalização de especificações como:

• potência nominal (MW),
• capacidade de energia (MWh),
• localização (ex: zona de carga Oeste do ERCOT),
• ou eficiência de ida e volta (%).

Além das características físicas da bateria, o modelo de despacho considera como a bateria irá operar de forma realista ao longo de sua vida útil, como mostrado na tabela acima.

Para isso, a previsão também pode ser configurada para:

• limites diários e anuais de ciclagem (ex: máximo de dois ciclos por dia),
• vida útil da bateria - conforme sua garantia (ex: 8000 ciclos),
• custo de um ciclo ($/MWh) - considerando o custo de degradação ao longo do tempo devido à carga e descarga da bateria,
• limites de estado de carga (como % da capacidade de energia disponível),
• suposições sobre a curva de degradação (como % da capacidade de energia instalada).

Como isso se traduz nas operações do dia a dia na previsão?

A implementação dessas restrições operacionais resulta em um modelo mais sofisticado.

Em especial, o custo de ciclagem e os limites de ciclagem tornam as operações simuladas mais representativas da realidade. Uma bateria simulada com previsão perfeita poderia, teoricamente, negociar todo pequeno spread de arbitragem ao longo do dia.

Isso resultaria em taxas de ciclagem - e receitas - irrealisticamente altas.

No entanto, com restrições de ciclagem, o modelo de despacho busca apenas um número limitado de spreads de arbitragem maiores - que tendem a ser mais previsíveis na prática.

Além disso, o modelo de despacho também leva em conta os limites de qualificação para Serviços Ancilares impostos pela NPRR 1186. Dependendo da duração da bateria, isso limita a quantidade de responsabilidade que uma bateria pode receber em alguns Serviços Ancilares.

Isso se aplica, especificamente, ao ECRS e à Reserva Não-Giratória (Non-Spinning Reserve):

• ECRS: uma bateria de uma hora pode receber no máximo 50% de sua potência nominal. Baterias com duração de duas horas ou mais podem receber responsabilidade ECRS até sua potência nominal total.
• Non-spin: uma bateria de uma hora pode ser contratada até 25% de sua potência nominal, enquanto uma bateria de duas horas pode ser contratada até 50% de sua potência nominal.
• RRS e Regulação: Baterias com duração superior a uma hora não têm limite - baterias de uma hora ou mais podem receber responsabilidade até sua potência nominal total.

Com as restrições e especificações definidas, como ocorre o processo de tomada de decisão da bateria no modelo de despacho?

Como é um dia de operações do modelo de despacho na previsão do ERCOT?

Vamos analisar um dia de operações para um sistema de armazenamento de energia em baterias de 10 MW e duas horas no Oeste do Texas. Neste exemplo, a bateria é despachada com base em preços reais de um dia de operação no verão de 2023.

Da meia-noite às 9h:

• a bateria começa com um estado de carga de pouco mais de 10 MWh,
• e ao longo da manhã, participa exclusivamente do Responsive Reserve Service (RRS) e Regulation Down.

O RRS possui uma taxa de despacho próxima de zero, sendo o serviço mais atraente quando todos os outros preços de Serviços Ancilares estão baixos e aproximadamente equivalentes.

Enquanto isso, o Regulation Down oferece o benefício adicional de permitir que a bateria obtenha receitas enquanto carrega, sendo o serviço com maior preço nas primeiras horas da manhã.

Das 9h às 14h:

• a geração solar aumenta de quase zero até o máximo,
• a bateria é despachada para carregar enquanto os preços de Energia estão baixos - atingindo cerca de 100% de estado de carga por volta das 11h,
• a bateria também prioriza a responsabilidade ECRS - ECRS é o serviço com maior preço de liquidação neste período,
• às 13h45, a bateria descarrega em sua potência nominal total quando os preços de Energia sobem acima de $500/MWh.

Das 14h às 22h:

• a bateria aloca capacidade principalmente para ECRS,
• à medida que os preços dos Serviços Ancilares flutuam entre si, isso é complementado com RRS e Regulation Up,
• a bateria não descarrega, pois os preços de Energia ficam entre $25 e $50/MWh.

Por volta das 22h, os preços de Energia ultrapassam $300/MWh, levando a bateria a descarregar em sua potência nominal total por vários intervalos. Isso reduz seu estado de carga para cerca de 10 MWh, ou 50%.

A previsão realiza essa otimização a cada período de 24 horas usando os preços de Energia e Serviços Ancilares calculados pelo modelo de custo de produção. Isso gera o resultado final - receitas das baterias e taxas de ciclagem até 2050.

Quão preciso é o modelo de despacho e quais são suas limitações?

Operar uma bateria com o modelo de despacho usando preços históricos de energia de janeiro a maio de 2024 resulta em um desempenho cerca de 15% acima da média das baterias no ERCOT.

Isso representa níveis realistas de captura de receita para uma bateria no ERCOT durante esse período.

Além disso, as proporções de receitas de cada mercado são relativamente consistentes com a média das baterias no ERCOT, embora o modelo de despacho tenda a priorizar arbitragem de Energia ao tentar maximizar as receitas totais, e não apenas as receitas por ciclo.

Isso resultou em receitas que corresponderiam ao 65º percentil das baterias de uma hora no ERCOT nos primeiros cinco meses de 2024.

A performance acima da média se deve principalmente a algumas das premissas do modelo de despacho - sendo a principal delas o uso de previsão perfeita pelo modelo.

Isso permite que a bateria maximize o spread entre carga e descarga nos mercados de Energia. Além disso, considerando a combinação de preços de liquidação e taxas históricas de ativação, é possível alocar a capacidade de forma ideal entre os Serviços Ancilares ao longo do dia.

O modelo de despacho também é configurado para que a bateria atue como "price-taker". Ou seja, o despacho da bateria simulada não afeta os resultados do modelo de custo de produção. Em outras palavras, despachar uma bateria para descarregar energia não impacta o preço da Energia.

No entanto, as premissas usadas pelo modelo de despacho para limitar a ciclagem em um determinado dia resultam em taxas de ciclagem realistas. Normalmente, a bateria captura apenas o maior spread de cada dia, que tende a ser mais previsível em seu horário, dia após dia.

Acesse a documentação da previsão da Modo Energy para mais detalhes.

Se quiser saber mais sobre a Previsão ERCOT de receitas de armazenamento de energia em baterias da Modo Energy, agende uma conversa hoje mesmo.