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https://hdl.handle.net/10216/132830| Author(s): | Pedro Miguel de Carvalho Pereira |
| Title: | Providing Flexibility in Distribution Systems by Electric Vehicles and Distributed Energy Resources in the Context of Technical Virtual Power Plants |
| Issue Date: | 2020-07-24 |
| Abstract: | The energy sector has faced a growing increase in demand over the past few years, resulting from the introduction of new technologies, as well as from economic development worldwide. Similarly, energy production based on renewable sources is increasingly used to minimize fossil fuel dependency and the associated emissions. These factors have resulted in structural changes, both in topology and operation of the electrical system, leading to the appearance of distributed energy resources (DERs) technologies. On the production side, distributed generation (DG) units, that are energy sources closer to the site of the load, have become increasingly common, while on the demand side, new technological applications, such as electric vehicles with their bidirectional flow capability (Vehicle-to-Grid (V2G) technology) have changed the typical customer role. Such changes have become particularly important at the distribution network level. In this context, the concept of a Technical Virtual Power Plant (TVPP) emerges, whose fundamental operating principle consists of the aggregation of small producers and power sources into a virtual power generation network. This concept aims to enhance the flexibility of the grid, while contributing to an increase in the quality and reliability of electric energy, which also brings economic benefits. In this thesis, a stochastic mixed-integer linear programming (MLIP) optimization model was developed. The main objective was providing flexibility to the distribution system through the concept a TVPP who is responsible for aggregating, DG units and electrical vehicles (EVs) capable of supplying energy to the grid at some of the nodes of the TVPP. The model is tested using the IEEE 119 Bus test system, and results show that with the inclusion of DG units and V2G, the profit of a TVPP increases by 45.4%. |
| Description: | O setor energético tem enfrentado ao longo dos últimos anos um aumento crescente da procura, resultante por um lado da massificação de novas tecnologias, bem como da evolução económica a nível mundial. Da mesma forma, a produção de energia é feita, cada vez mais, à base de fontes renováveis de forma a minimizar a dependência fóssil e o número de emissões poluentes. Estas modificações têm provocado alterações estruturais, quer na topologia, quer na operação dos sistemas elétricos, levando ao aparecimento de ferramentas de recursos energéticos distribuídos. Do lado da geração, tornaram-se cada vez mais frequentes as unidades de produção dispersa, fontes de energia mais próximas dos locais de carga, enquanto que, do lado dos consumidores, novas aplicações tecnológicas, como os veículos elétricos e a sua capacidade de fluxo de energia bidirecional - tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) - têm feito mudar o típico papel de cliente. Tais alterações tornam-se particularmente desafiantes ao nível da rede de distribuição. Nesse contexto, surge o conceito de Technical Virtual Power Plant (TVPP), cujo princípio de funcionamento fundamental consiste na agregação de pequenos produtores e fontes de potência, numa rede virtual de geração de energia. Este conceito visa dotar a rede de maior flexibilidade, contribuindo simultaneamente para um aumento da qualidade e da fiabilidade da energia elétrica, traduzindo-se ainda em benefícios económicos. Neste trabalho, desenvolveu-se um modelo de otimização estocástico de programação linear inteira mista, com o principal objetivo de providenciar flexibilidade ao sistema de distribuição, no contexto de uma TVPP capaz de agregar, em alguns dos seus nós, unidades de produção dispersa e veículos elétricos capazes de fornecer energia à rede. O modelo é testado usando o sistema de teste IEEE 119 Bus, sendo possível verificar que, com a inclusão de unidades de produção dispersa e V2G, o lucro da TVPP aumenta 45,4%. |
| Subject: | Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| Scientific areas: | Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| DOI: | 10.34626/knjh-k011 |
| TID identifier: | 202827763 |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/132830 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | openAccess |
| Appears in Collections: | FEUP - Dissertação |
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| 411573.pdf | Providing Flexibility in Distribution Systems by Electric Vehicles and Distributed Energy Resources in the Context of Technical Virtual Power Plants | 3.72 MB | Adobe PDF |  View/Open |
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