Hybridization of renewable power plants with battery energy storage systems ("BESS") using grid forming inverters ("GFMI")

Abstract

El presente trabajo investiga la integración de Sistemas de Almacenamiento de Energía con Baterías (SAEB) en plantas de energía renovable a través del uso de Inversores Formadores de Red (IFR). El estudio abarca un análisis exhaustivo del marco regulatorio en el sector eléctrico europeo y español. También explora el papel fundamental del almacenamiento de energía a escala de servicios públicos en el contexto de la transición energética en curso. La investigación identifica las tecnologías de almacenamiento de energía contemporáneas predominantes y anticipa tendencias futuras en el campo. Analiza el impacto de las energías renovables no gestionables en el sistema eléctrico, al mismo tiempo que examina el papel de los inversores formadores de red, especialmente en escenarios de alta penetración de energía renovable. Además, la tesis desarrolla un modelo de negocio para evaluar la viabilidad de proyectos de almacenamiento a gran escala, presentando varios escenarios y discutiendo sus resultados. Este trabajo representa una valiosa contribución para comprender la integración de SAEB en sistemas de energía renovable y su viabilidad económica en los paisajes energéticos contemporáneos y futuros.This master thesis investigates the integration of Battery Energy Storage Systems (BESS) with renewable power plants through the utilization of Grid-Forming Inverters (GFMI). The study encompasses a comprehensive analysis of the regulatory framework within the European and Spanish electric sector. It also explores the pivotal role of utility-scale energy storage in the context of the ongoing energy transition. The research identifies the predominant contemporary energy storage technologies and anticipates future trends in the field. It analyzes the impact of non-dispatchable renewables on the electrical system while examining the role of grid-forming inverters, especially in high renewable penetration scenarios. Furthermore, the thesis develops a business model to evaluate the feasibility of utility-scale storage projects, presenting various scenarios and discussing their outcomes. This work serves as a valuable contribution to the understanding of BESS integration within renewable energy systems and their economic viability in contemporary and future energy landscapes.