Autor(es):
Faria, Pedro 
Data: 2011
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10400.22/1996
Origem: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Assunto(s): Demand response; Distribution networks; Electricity markets; Energy resource management; Network simulation
Descrição
Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia In competitive electricity markets with deep efficiency concerns, demand response gains significant importance. Moreover, demand response can play a very relevant role in the context of power systems with an intensive use of distributed energy resources, from which renewable intermittent sources are a significant part. More active consumers’ participation can help improving the system reliability and decrease or defer the required investments. From the consumers’ point of view, it can result in reduced costs while guaranteeing adequate comfort levels. As demand response levels have decreased after the introduction of competition in the power industry, new approaches are required to take full advantage of demand response opportunities.
DemSi, a demand response simulator, designed and implemented in the scope of this thesis, allows studying demand response actions and schemes in distribution networks. It undertakes the technical validation of the solution using realistic network simulation based on PSCAD. DemSi is able to support decision making concerning demand response programs design and use.
DemSi considers the players involved in demand response actions, and the results can be analyzed from each specific player point of view. Five types of players are considered: electricity consumers, electricity retailers/suppliers, distribution network operators (DNO), Curtailment Service Providers, and Virtual Power Players (VPPs). Each model considers the minimization of the operation costs or the maximization of the profits.
Several models were developed covering a diversity of demand response programs. Each model is defined by a number of items such as the program event trigger (mostly based on Locational Marginal Prices), the response characterization, and the aggregated participation of players, namely consumers and DG owners. No âmbito dos mercados competitivos de energia eléctrica, fortemente direccionados para a eficiência, a demand response torna-se especialmente importante. Espera-se que a demand response assuma um papel relevante nos sistemas eléctricos de energia com uso intensivo da produção distribuída, muito baseada em fontes de energia renováveis com a sua inerente intermitência. Uma participação mais activa dos consumidores poderá melhorar a fiabilidade do sistema e diminuir ou diferir investimentos em unidades de produção de energia eléctrica e outras infraestruturas do sistema de energia. Do ponto de vista dos consumidores, tal deverá resultar em redução dos custos, garantido sempre os requisitos mínimos de conforto. Uma vez que os níveis de demand response diminuíram desde a introdução dos mercados competitivos de energia eléctrica, são necessários novos modelos para tirar pleno partido da demand response.
O DemSi, um simulador de demand response, concebido e implementado no âmbito desta tese, permite o estudo das acções e programas de demand response relativos aos consumidores existentes nas redes de distribuição. Este simulador efectua a validação técnica das soluções obtidas através de uma simulação de rede efectuada em PSCAD. O DemSi apoia a decisão, no que diz respeito ao desenvolvimento e uso adequado dos programas de DR.
O simulador DemSi tem em conta as entidades envolvidas nas acções de DR, sendo os resultados analisados sob o ponto de vista de cada uma delas. Consideram-se cinco tipos de entidades: consumidores, fornecedores/retalhistas, operadores de rede de distribuição, Curtailment Service Providers (CSPs) e Virtual Power Players (VPPs). Os modelos permitem a minimização dos custos de operação ou a maximização dos lucros.
Foram desenvolvidos vários modelos, cobrindo uma ampla gama de programas de demand response com características diversas. Cada modelo é definido por diversas características, incluindo o trigger, a caracterização da resposta dos consumidores e a participação agregada de consumidores e produtores distribuídos.
