WP5 – Serviços Apoiados em Redes Inteligentes (Smart Grid)


Esta tarefa aborda as principais áreas destacadas pela IEA e a UE, com foco no desenvolvimento de ferramentas de modelação integrada, de controle e avaliação para apoiar o projeto e implementação de Microredes (MG) e Multi-MicroRedes (MMG), estratégias de gestão de integração de tecnologias de micro e mini geração, soluções de armazenamento distribuído, EV (incluindo o modo V2G) e técnicas de gestão de carga (seguindo estratégias de gestão da procura desenvolvidas em WP3). As resiliência dessas redes elétricas locais será uma preocupação fundamental para a definição destas soluções de controle. Essas estratégias se concentrarão em quatro áreas:

  1. Na medida do possível, carregar baterias de veículos elétricos (EV) com energia proveniente de fontes renováveis, contribuindo assim para aumentar a quantidade de energias renováveis que podem ser integrados com segurança no ambiente urbano;
  2. Avaliar periodicamente a possibilidade das MG/MMG passar entre interconectada a operação em ilha, fornecendo informações sobre a resiliência das redes elétricas que integram a produção local;
  3. Avaliar o impacto do algoritmo de gestão de carregamento dos EVs, mencionado anteriormente, em conjunto com os sistemas de reação da procura do edifício desenvolvidas em WP3, ao nível da redes de distribuição e, em eventos de grande dimensão da área adereçada, na distribuição e transmissão de alta tensão;
  4. Projetar novos mercados e modelos de negócios que permitem atrair novas partes interessadas (funcionado como agregadores) para usar os modelos de gestão de carga/geração de locais urbanos, a fim de prestar serviços complementares (por exemplo, reservas, relevo congestionamento) para DSO, quando aplicável, ao TSO.

WP5 irá incluir um componente de plataforma de testes e 6 tarefas principais, como se segue:

Tarefa 1

Previsão Solar

Desenvolvimento de algoritmos de projeção estatística para a geração de energia solar num horizonte muito curto prazo (até seis horas de antecedência). Esses algoritmos serão executado numa arquitetura de controle e gestão distribuída hierárquica e irá combinar informações espaciotemporais de sensores distribuídos na MG urbana (por exemplo, temperatura, irradiância direta e horizontal, índice de nebulosidade, a geração medida em painéis fotovoltaicos). A fim de gerir este grande volume de dados serão utlizados e adaptado para este problema, a componente de algoritmos impulsionados inteligentes, com capacidade de seleção de recurso. Além disso, algoritmos de redes neuronais também serão exploradas para a previsão de curto prazo.

Tarefa 2

Otimização Carregamento de EV

Desenvolvimento de um algoritmo para maximizar a percentagem das energias renováveis na energia utilizada para carregar os EVs. Isto executará um controle distribuído hierárquico ao nível da gestão da arquitetura e será alimentado com a carga e previsões de geração de energia solar, a partir de dados históricos e de mobilidade dos EVs, provenientes de WP4. O Algoritmo irá então, tendo em conta os condicionalismos técnicos da rede de energia elétrica, calcular para os próximos seis horas a disponibilidade de pontos de carregamento dos EVs e os períodos em que EVs devem ser carregados, a fim de maximizar a utilização de energia renovável. Finalmente, esta informação será transmitida ao EV no bairro, permitindo-lhes reservar o ponto de carregamento no caso de estar interessado.

Tarefa 3

Avaliação da interligação MG/MMG

Avaliação das condições de passar da operação interligada para operação em ilha. Para este fim, várias informações serão tidas em conta, tal como, as previsões de carga, a produção de energia solar, a disponibilidade dos dispositivos de armazenamento e os EVs (incluindo modelo V2G) e a capacidade de resposta de outro tipo de carga na rede (carga de edifício que vai ser modelada em WP3). Vamos desenvolver um algoritmo para recolher e processar essas informações, tendo como resultados de saída, as informações sobre a viabilidade de passar de operação interligada para em ilha. O algoritmo será executado periodicamente na camada superior de controle, e vai ajudar a identificar quais os fornecedores de energia que serão capazes de operar sob condições de ilha. A implementação desta funcionalidade resiliente vai exigir um conjunto de regras a ser obtidas a partir de estudos de desconexão da linha, que definem as condições para a qual MG/MMG podem operar em modo de ilha, considerando a composição de seus elementos controláveis. Serão testados como segundo objetivo em uma instalação piloto de Micro Rede (instalado nas instalações do Laboratório do INESC TEC Porto) para demonstrar a viabilidade técnica desta abordagem integrativa.

Tarefa 4

Avaliação do impacto dos EV nas redes a montante

Esta tarefa está relacionada com uma avaliação conjunta dos impactos no carregamento dos EVs nas redes, dos algoritmo de gestão de carga, juntamente com os regimes de resposta à procura ativa nos edifícios, desenvolvidos em WP3. Para este fim, estes algoritmos serão implementados num conjunto de redes de distribuição urbana representativos e os seus impactos na operação do sistema serão analisados de forma sequencial numa abordagem debaixo para cima, até atingir os nós superiores da rede de distribuição e o respectivo nó da rede de transmissão.

Tarefa 5

Projeto de novos modelos de mercado

Serão projetados novos modelos de mercado que visam a exploração de cargas controláveis para a prestação de serviços auxiliares. A fim de participar no mercado, os clientes residenciais devem ser agrupados através da agregação de entidades que irão explorar a sua flexibilidade para vender serviços no sistema. Estes novos agentes de mercado (isto é, os agregadores) representam um recurso novo mais eficaz serviço auxiliar (reserva) para o DSO e TSO, mas, ao mesmo tempo que é necessário para gerir a incerteza associada com a sua disponibilidade. Estes novos modelos de mercado são estocásticos, a fim de enfrentar a incerteza inerente ao minimizar os custos operacionais esperados e o risco de escassez da reserva, o que aumenta a confiança dos operadores de rede em utilizar este novo recurso do lado da procura.

Tarefa 6

Integração no Painel de Instrumentos (USD)

Os algoritmos desenvolvidos serão incluídos e simulados no USD. Esta simulação pode demonstrar a viabilidade de uma tal abordagem integrativa, bem como ajudar a calibração dos modelos e algoritmos desenvolvidos. O algoritmo de previsão de energia solar, juntamente com a procura calculada dos edifícios, com os algoritmos de gestão da carga a ser desenvolvido no WP3, são os resultados de entrada para o algoritmo de optimização para o carregamento de EVs. Os resultados de saída do algoritmo de otimização são transmitidos aos EVs dentro painel de instrumentos (USD) e modelados em WP4.

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