Publication: Integração de veículos elétricos e fontes renováveis de energia no sistema elétrico de distribuição através de um agente agregador
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Date
Authors
Advisor
Franco Baquero, John Fredy
Lazaro, Ruben Augusto Romero 
Coadvisor
Graduate program
Engenharia Elétrica - FEIS
Undergraduate course
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Type
Doctoral dissertation
Access right
Acesso aberto
Abstract
Abstract (portuguese)
A operação integrada dos recursos de energia distribuídos (REDs) como veículos elétricos (VEs) e as unidades de geração distribuída (GD) renovável no sistema de distribuição de energia elétrica (SDEE) traz vantagens para o sistema e a comunidade devido a benefícios econômicos e ambientais. Porém, a operação desses REDs precisa ser gerenciada para mitigar os impactos negativos no SDEE. Um agente agregador pode controlar a carga dos VEs e a energia gerada pelas unidades de GD, incentivar o uso da energia renovável para a carga dos VEs e/ou oferecer serviços de reserva ao operador do sistema de transmissão (OST). Esta Tese apresenta o desenvolvimento de duas estratégias de agregação para a integração dos REDs dentro do SDEE. A primeira, na qual o agregador efetua a coordenação de carga dos VEs garantindo o requerimento energético para o transporte e utilizando o estado de energia das baterias dos VEs dentro do cronograma de carga para programar serviços de reserva up e down oferecidos ao OST no mercado energético de reservas day-ahead enquanto mantém a operação ótima do SDEE. Na segunda estratégia, o agregador gerencia a carga dos VEs num entorno de edifícios inteligentes integrados com geradores fotovoltaicos (EIPVs) para incentivar o uso da energia das unidades fotovoltaicas (PV) como fonte principal para carregar as baterias; também, o agregador possibilita aos proprietários dos VEs conhecer informação relacionada com a origem da energia consumida. Por outro lado, o agregador obtém lucro associado ao oferecimento de serviços de reserva, pela energia gerada das unidades de GD e pelo incentivo no carregamento das baterias dos VEs com energia renovável. Os casos de estudos avaliados num sistema de distribuição de 34 barras considerando o agregador como gerenciador de VEs e unidades de GD renovável ilustram a aplicabilidades das estratégias de agregação propostas, já que nas duas estratégias o agregador consegue obter benefícios econômicos pelos serviços de reserva oferecidos, pela venda de energia renovável, pelo controle de carga dos VEs e pelo incentivo de carga para mobilidade elétrica com energia renovável. Por outro lado, a primeira proposta de agregação mantém a ótima operação do SDEE enquanto a segunda permite a interação entre vários EIPVs e os proprietários dos VEs possibilitando que tanto os usuários da mobilidade elétrica como dos edifícios obtenham informação relacionada com a porcentagem de energia sustentável que consumiram.
Abstract (portuguese)
The integrated operation of distributed energy resources (DERs) such as electric vehicles (EVs) and renewable distributed generation (DG) units in the electrical distribution system (EDS) brings advantages to the system and the community due to economic and environmental benefits. Nevertheless, the operation of these DERs needs to be managed to mitigate the negative impacts on the EDS. An aggregator agent can control the EV charging and energy generated by the DG units, encourage the usage of renewable energy for the EV charging, and/or offer reserve services to the transmission system operator (TSO). This Thesis consists of the development of two aggregation strategies for the integration of DERs within the EDS. In the first strategy, the aggregator performs the EV charging coordination, guaranteeing the energy requirement for transportation; furthermore, the aggregator uses the energy status of EV batteries within the EV charging coordination to schedule up and down reserve services offered to TSO in the day-ahead energy reserve market while maintaining the optimal operation of the EDS. In the second strategy, the aggregator manages the EV charging in a smart buildings environment integrated with photovoltaic units (BIPVs) to encourage the use of energy from the PV units as the main source for the EV charging. Moreover, the aggregator in this proposal allows EV owners to know the information associated with the origin of the energy consumed. On the other hand, the aggregator makes a profit associated with the provision of reserve services, the energy generated by the DG units, and for encouraging the EV charging with renewable energy. The case studies considered in a 34-bus distribution system considering the aggregator as a manager of the EVs and renewable DG units illustrate the applicability of the proposed aggregation strategies, since in both strategies the aggregator is able to obtain economic benefits from the reserve services offered, for the sale of renewable energy, for the EV charging control, and for incentive the charging of the electric mobility with green energy. On the other hand, the first proposal of aggregation maintains the optimal operation of the EDS while the second allows the interaction between several BIPVs and the owners of the EVs, enabling both the users of electric mobility and buildings to obtain information about the percentage of green energy that was used by them.
Description
Keywords
Agregador. Índice de energia sustentável, Mercado de reservas, Otimização, Recursos energéticos distribuídos, Sistema de distribuição de energia, Veículos elétricos, Aggregator, Day-ahead reserve market, Electrical distribution system, Electric vehicles, Green energy index, Optimization
Language
Portuguese
