Consumo inteligente de energia elétrica

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Redes de Comunicação e Multimédia

Este trabalho realiza uma solução de Demand Response(DR) que tem como objetivo, implementar um sistema informático distribuído para controlo do consumo de cargas elétricas. A implementação deste sistema baseia-se na norma OpenADR2.0, onde são definidas as entidades Virtual Top Node(VTN) e Virtual End Node (VEN). O VTN é responsável por gerir e controlar todas as atividades de DR (ex. utilities, Independent System Operators) que são depois enviadas para os VENs. Os VENs têm como função controlar cargas, mediante um conjunto de mensagens definidas na norma OpenADR2.0. É implementado um VTN, com a criação de uma aplicação Web. O servidor Webutilizado no trabalho foi o Apache Tomcat versão 8.0.23. O VEN, é implementado com uma aplicação Java. Realiza-se também um ensaio onde o VEN é instalado num Raspberry PI paraa ativação de uma lâmpada que simboliza uma carga no consumidor. É também proposto a criação da noção de estado de um VEN, e um programa de DR que cumpra os objetivos deste trabalho. O programa de DR proposto tem dois modos de funcionamento. No modo para diminuição de picos de carga despacham-se as cargas de forma a diminuir os valores máximos do diagrama de carga previsto. No modo para aproveitamento máximo do potencial renovável o despacho das cargas desloca o início do seu funcionamento, quando o valor da previsão de produção renovável em relação á previsão de carga é mais elevado. Como principais conclusões, tem-se que a aplicação da norma OpenADR2.0, revelou-se ser vantajosa permitindo criar um modelode dados e padrões de troca de informação de forma eficaz e simples. Tanto o VTN como o VEN implementados realizam todas as funcionalidades idealizadas para este trabalho. O programa de DR proposto cumpre também os objetivos propostos.

Abstract: This work presents a Demand Response (DR) solution, which aims to implement a distributed computing system to controlthe consumption of electrical loads. The system implemented is based on OpenADR2.0 standard, which defines the entities Virtual Top Node (VTN) and Virtual End Node (VEN). The VTN is responsible for managing and controlling all DR activities (eg. Utilities, Independent System Operators) which are then sent to VENs. The VENs have the function to control loads, through a set of defined messages in OpenADR2.0 standard. This work implements a VTN, with the creation of a Web application. The Web server used was the Apache Tomcat version 8.0.23. The VEN, is implemented with a Java application. This work conducts also an experiment where the VEN is installed on a Raspberry PI for activation of a lamp, which symbolizes a load on the consumer. A VEN state notion, and a DR program that meets theobjectives of this work are also proposed. The proposed DR program has two modes of operation. In the Peak Clipping mode, the loads are dispatched in order to decrease the maximum values of predicted load diagram. In Renewables Maximum Rate mode the dispatch of loads moves their operation start, when the renewable production forecast in relation to the load forecasting is higher. The main conclusions are that the application of OpenADR2.0 standard, has proved to be advantageous allowing the creation of a data model and information exchange standards effectively and simply. Both theVTN as VEN perform all idealized features for this work. The proposed DR program also meets the objectives proposed.