Control Strategies of Distributed Renewable Energy Sources and Demand Response Scheduling

Palavras-chave: Fontes distribuídas de energia renovável,Cargas flexíveis,Controlos e estratégias de agendamento,Rede de distribuição urbana,Qualidade de energia,Serviços de Sistema,Distributed renewable energy sources,Demand response,Controls and scheduling strategies,Urban distribution network,Power Quality,Ancillary Services

Existe atualmente uma grande preocupação com o ambiente, o que inclui o aumento da energia renovável e a redução da emissão de gases de efeito de estufa associados à geração. Por esse motivo, tem-se verificado o aumento de fontes distribuídas de energia renovável, principalmente painéis fotovoltaicos (PV), na rede de distribuição de baixa tensão. O comportamento dessas fontes tornou-se um fator importante em problemas relacionados com o nível de tensão, qualidade de energia e estabilidade da rede. O projeto INCREASE tem como objetivo o desenvolvimento de soluções técnicas para problemas nas redes de baixa tensão, de maneira a permitir o aumento da penetração de fontes distribuídas de energia renovável. Foram desenvolvidos novos controlos para fontes distribuídas de energia renovável, que permitem ao Operador do Sistema de Distribuição um melhor controlo sobre o nível de tensão e qualidade de energia da rede. De forma a complementar os novos controlos de inversor, foi concebida uma nova estratégia para permitir a agregação e operação de fontes renováveis e cargas flexíveis (DR). Esta dissertação tem como objetivo avaliar os novos controlos para os inversores e as estratégias de agendamento para cargas flexíveis numa rede urbana, através de diferentes cenários criados com diferentes níveis de penetração PV e DR, e para o verão e inverno. São avaliados nos resultados das simulações aspetos como a energia injetada pelos PV, receitas, poupança de custos em emissões e adequação de produção. Foram estudados e avaliados diferentes serviços, começando com o Basic Service onde o Simple Control e Local Control implementam novas estratégias de redução no inversor do PV, aquando a ocorrência de violações na qualidade de energia. O Scheduling Service pretende analisar o efeito da implementação e utilização de unidades de carga flexível no aumento da injeção de energia fotovoltaica na rede. Com o agendamento de unidades DR, é criada uma nova opção com o Balancing Service, que vai permitir uma otimização do agendamento em função de objetivos económicos ou energéticos. Por último, o Traffic Light System Service acrescenta uma verificação da adequação dos agendamentos das cargas flexíveis com as condições da rede. Com os resultados das simulações verificou-se um impacto positivo provocado pelos novos controlos das unidades PV e estratégias de agendamento de DR, ao nível da média e alta penetração fotovoltaica, demonstrando um aumento considerável de injeção de energia PV na rede. Contudo, o mais importante são os benefícios alcançados por estas estratégias, permitindo um aumento de energia renovável, receitas para os proprietários dos painéis fotovoltaicos e diminuição de emissões e custos associados. As soluções propostas revelam-se efetivas no apoio ao operador da rede, mas mais importante, proporcionam vantagens e benefícios para a sociedade e ambiente.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias