909 resultados para distributed generation


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A liberalização dos mercados de energia elétrica e a crescente integração dos recursos energéticos distribuídos nas redes de distribuição, nomeadamente as unidades de produção distribuída, os sistemas de controlo de cargas através dos programas de demand response, os sistemas de armazenamento e os veículos elétricos, representaram uma evolução no paradigma de operação e gestão dos sistemas elétricos. Este novo paradigma de operação impõe o desenvolvimento de novas metodologias de gestão e controlo que permitam a integração de todas as novas tecnologias de forma eficiente e sustentável. O principal contributo deste trabalho reside no desenvolvimento de metodologias para a gestão de recursos energéticos no contexto de redes inteligentes, que contemplam três horizontes temporais distintos (24 horas, 1 hora e 5 minutos). As metodologias consideram os escalonamentos anteriores assim como as previsões atualizadas de forma a melhorar o desempenho total do sistema e consequentemente aumentar a rentabilidade dos agentes agregadores. As metodologias propostas foram integradas numa ferramenta de simulação, que servirá de apoio à decisão de uma entidade agregadora designada por virtual power player. Ao nível das metodologias desenvolvidas são propostos três algoritmos de gestão distintos, nomeadamente para a segunda (1 hora) e terceira fase (5 minutos) da ferramenta de gestão, diferenciados pela influência que os períodos antecedentes e seguintes têm no período em escalonamento. Outro aspeto relevante apresentado neste documento é o teste e a validação dos modelos propostos numa plataforma de simulação comercial. Para além das metodologias propostas, a aplicação permitiu validar os modelos dos equipamentos considerados, nomeadamente, ao nível das redes de distribuição e dos recursos energéticos distribuidos. Nesta dissertação são apresentados três casos de estudos, cada um com diferentes cenários referentes a cenários de operação futuros. Estes casos de estudos são importantes para verificar a viabilidade da implementação das metodologias e algoritmos propostos. Adicionalmente são apresentadas comparações das metodologias propostas relativamente aos resultados obtidos, complexidade de gestão em ambiente de simulação para as diferentes fases da ferramenta proposta e os benefícios e inconvenientes no uso da ferramenta proposta.

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A crescente necessidade de reduzir a dependência energética e a emissão de gases de efeito de estufa levou à adoção de uma série de políticas a nível europeu com vista a aumentar a eficiência energética e nível de controlo de equipamentos, reduzir o consumo e aumentar a percentagem de energia produzida a partir de fontes renováveis. Estas medidas levaram ao desenvolvimento de duas situações críticas para o setor elétrico: a substituição das cargas lineares tradicionais, pouco eficientes, por cargas não-lineares mais eficientes e o aparecimento da produção distribuída de energia a partir de fontes renováveis. Embora apresentem vantagens bem documentadas, ambas as situações podem afetar negativamente a qualidade de energia elétrica na rede de distribuição, principalmente na rede de baixa tensão onde é feita a ligação com a maior parte dos clientes e onde se encontram as cargas não-lineares e a ligação às fontes de energia descentralizadas. Isto significa que a monitorização da qualidade de energia tem, atualmente, uma importância acrescida devido aos custos relacionados com perdas inerentes à falta de qualidade de energia elétrica na rede e à necessidade de verificar que determinados parâmetros relacionados com a qualidade de energia elétrica se encontram dentro dos limites previstos nas normas e nos contratos com clientes de forma a evitar disputas ou reclamações. Neste sentido, a rede de distribuição tem vindo a sofrer alterações a nível das subestações e dos postos de transformação que visam aumentar a visibilidade da qualidade de energia na rede em tempo real. No entanto, estas medidas só permitem monitorizar a qualidade de energia até aos postos de transformação de média para baixa tensão, não revelando o estado real da qualidade de energia nos pontos de entrega ao cliente. A monitorização nestes pontos é feita periodicamente e não em tempo real, ficando aquém do necessário para assegurar a deteção correta de problemas de qualidade de energia no lado do consumidor. De facto, a metodologia de monitorização utilizada atualmente envolve o envio de técnicos ao local onde surgiu uma reclamação ou a um ponto de medição previsto para instalar um analisador de energia que permanece na instalação durante um determinado período de tempo. Este tipo de monitorização à posteriori impossibilita desde logo a deteção do problema de qualidade de energia que levou à reclamação, caso não se trate de um problema contínuo. Na melhor situação, o aparelho poderá detetar uma réplica do evento, mas a larga percentagem anomalias ficam fora deste processo por serem extemporâneas. De facto, para detetar o evento que deu origem ao problema é necessário monitorizar permanentemente a qualidade de energia. No entanto este método de monitorização implica a instalação permanente de equipamentos e não é viável do ponto de vista das empresas de distribuição de energia já que os equipamentos têm custos demasiado elevados e implicam a necessidade de espaços maiores nos pontos de entrega para conter os equipamentos e o contador elétrico. Uma alternativa possível que pode tornar viável a monitorização permanente da qualidade de energia consiste na introdução de uma funcionalidade de monitorização nos contadores de energia de determinados pontos da rede de distribuição. Os contadores são obrigatórios em todas as instalações ligadas à rede, para efeitos de faturação. Tradicionalmente estes contadores são eletromecânicos e recentemente começaram a ser substituídos por contadores inteligentes (smart meters), de natureza eletrónica, que para além de fazer a contagem de energia permitem a recolha de informação sobre outros parâmetros e aplicação de uma serie de funcionalidades pelo operador de rede de distribuição devido às suas capacidades de comunicação. A reutilização deste equipamento com finalidade de analisar a qualidade da energia junto dos pontos de entrega surge assim como uma forma privilegiada dado que se trata essencialmente de explorar algumas das suas características adicionais. Este trabalho tem como objetivo analisar a possibilidade descrita de monitorizar a qualidade de energia elétrica de forma permanente no ponto de entrega ao cliente através da utilização do contador elétrico do mesmo e elaborar um conjunto de requisitos para o contador tendo em conta a normalização aplicável, as características dos equipamentos utilizados atualmente pelo operador de rede e as necessidades do sistema elétrico relativamente à monitorização de qualidade de energia.

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This thesis proposes a framework for identifying the root-cause of a voltage disturbance, as well as, its source location (upstream/downstream) from the monitoring place. The framework works with three-phase voltage and current waveforms collected in radial distribution networks without distributed generation. Real-world and synthetic waveforms are used to test it. The framework involves features that are conceived based on electrical principles, and assuming some hypothesis on the analyzed phenomena. Features considered are based on waveforms and timestamp information. Multivariate analysis of variance and rule induction algorithms are applied to assess the amount of meaningful information explained by each feature, according to the root-cause of the disturbance and its source location. The obtained classification rates show that the proposed framework could be used for automatic diagnosis of voltage disturbances collected in radial distribution networks. Furthermore, the diagnostic results can be subsequently used for supporting power network operation, maintenance and planning.

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Increased penetration of generation and decentralised control are considered to be feasible and effective solution for reducing cost and emissions and hence efficiency associated with power generation and distribution. Distributed generation in combination with the multi-agent technology are perfect candidates for this solution. Pro-active and autonomous nature of multi-agent systems can provide an effective platform for decentralised control whilst improving reliability and flexibility of the grid.

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Distributed generation plays a key role in reducing CO2 emissions and losses in transmission of power. However, due to the nature of renewable resources, distributed generation requires suitable control strategies to assure reliability and optimality for the grid. Multi-agent systems are perfect candidates for providing distributed control of distributed generation stations as well as providing reliability and flexibility for the grid integration. The proposed multi-agent energy management system consists of single-type agents who control one or more gird entities, which are represented as generic sub-agent elements. The agent applies one control algorithm across all elements and uses a cost function to evaluate the suitability of the element as a supplier. The behavior set by the agent's user defines which parameters of an element have greater weight in the cost function, which allows the user to specify the preference on suppliers dynamically. This study shows the ability of the multi-agent energy management system to select suppliers according to the selection behavior given by the user. The optimality of the supplier for the required demand is ensured by the cost function based on the parameters of the element.

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Electricity load shifting is becoming a big topic in the world of ‘green’ retail. Marks & Spencer (M&S) aim to become the world’s most sustainable retailer (1) and part of that commitment means contributing to the future electricity network. While intelligent operation of fridges and Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) systems are a wide area of research, standby generators should be considered too, as they are the most widely adopted form of distributed generation. In this paper, the experience of using standby generators in Northern Ireland to support the grid is shared and the logistics of future projects are discussed. Interactions with maintenance schedules, electricity costs, grid code, staffing and store opening times are discussed as well as the financial implications associated with running generators for grid support.

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Replacement and upgrading of assets in the electricity network requires financial investment for the distribution and transmission utilities. The replacement and upgrading of network assets also represents an emissions impact due to the carbon embodied in the materials used to manufacture network assets. This paper uses investment and asset data for the GB system for 2015-2023 to assess the suitability of using a proxy with peak demand data and network investment data to calculate the carbon impacts of network investments. The proxies are calculated on a regional basis and applied to calculate the embodied carbon associated with current network assets by DNO region. The proxies are also applied to peak demand data across the 2015-2023 period to estimate the expected levels of embodied carbon that will be associated with network investment during this period. The suitability of these proxies in different contexts are then discussed, along with initial scenario analysis to calculate the impact of avoiding or deferring network investments through distributed generation projects. The proxies were found to be effective in estimating the total embodied carbon of electricity system investment in order to compare investment strategies in different regions of the GB network.

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Replacement, expansion and upgrading of assets in the electricity network represents financial investment for the distribution utilities. Network Investment Deferral (NID) is a well discussed benefit of wider adoption of Distributed Generation (DG). There have been many attempts to quantify and evaluate the financial benefit for the distribution utilities. While the carbon benefits of NID are commonly mentioned, there is little attempt to quantify these impacts. This paper explores the quantitative methods previously used to evaluate financial benefits in order to discuss the carbon impacts. These carbon impacts are important for companies owning DG equipment for internal reporting and emissions reductions ambitions. Currently, a GB wide approach is taken as a means for discussing more regional and local methods to be used in future work. By investigating these principles, the paper offers a novel approach to quantifying carbon emissions from various DG technologies.

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Power loss of a distribution system can be reduced significantly by using optimum size and location of distributed generation (DG). Proper allocation of DG with appropriate size maximizes overall system efficiency. Moreover it improves the reliability and voltage profile of the distribution system. In this paper, IEEE 123 node test feeder has been considered to determine the optimum size and location of a synchronous machine based DG for loss reduction of the system. This paper also investigates the steady-state and dynamic voltage profile of that three phase unbalance distribution network in presence of DG with optimum size. This analysis shows that optimum size of DG at proper location minimizes the power loss as well as improves the dynamic voltage profile of the distribution system.

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This paper investigates the oscillatory behavior of power distribution systems in the presence of distributed generation. The analysis is carried out over a distribution test system with two doubly fed induction type wind generators and different types of induction motor loads. The system is linearized by the perturbation method. Eigenvalues are calculated to see the modal interaction within the system. The study indicates that interactions between closely placed converter controllers and induction motor loads significantly influence the damping of the oscillatory modes of the system. The critical modes have a frequency of oscillation between the electromechanical and subsynchronous oscillations of power systems. Time-domain simulations are carried out to verify the validity of the modal analysis and to provide a physical feel for the types of oscillations that occur in distribution systems. Finally, significant parameters of the system that affect the damping and frequency of the oscillation are identified.

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Traditional distribution networks were not originally designed to accommodate power generation facilities. The installation of distributed generation (DG) units with significatn capacity in these passive networks can cause reverse power flows which will result in some conflicts with the operation of the existing protection system. In this context, utilities around the world have started establishing requirements to ensure safe and reliable interconnection of generators in low- and medium-voltage networks. Grid interconnection is presently one of the most important issues involving DG. This paper presents a critical review of the requirements adopted by distribution companies in selected countries such as the USA, the UK, germany and Australia to facilitate the connection of DG. Critical issues such as voltage regulation, islanding operation, dynamic interactions among DG and loads are discussed to identify a few points where attention is still needed to improve the reliability of distribution systems

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This paper presents a novel control design for D-STATCOM to ensure grid code-compatible performance of distributed wind generators. The approach considered in this paper is to find the smallest upper bound on the H norm of the uncertain system and to design an optimal linear quadratic Gaussian (LQG) controller based on this bound. The change in the model due to variations of induction motor (IM) load compositions in the composite load is considered as an uncertain term in the design algorithm. The performance of the designed controller is demonstrated on a distribution test system representative of the Kumamoto area in Japan. It is found that the proposed controller enhances voltage stability of the distribution system under varying operating conditions

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This paper analyzes the static voltage stability of distribution networks with photovoltaic (PV) generators under contingencies. The analysis is carried out on a widely used 16-bus test system. The paper treats the Q-V characteristics of the distribution grid for various PV penetration levels. Simulation results show that a higher penetration of PV increases the static coltage stability of the system. However, the tripping of multiple PV generators due to external disturbances, overloading and loss of distribution lines reduces the voltage stability margin of the system.

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This paper proposes a decentralised controller design for doubly-fed induction generators (DFIGs) to enhance dynamic performance of distribution networks. The change in the output power due to the variable nature of wind is considered as an uncertain term in the design algorithm. In addition, the interconnection effect of the other subsystems are considered in the design process. The H norm of the uncertain system is found out and simultaneous output-feedback linear controllers are designed based controller is verified on a 16 bus distribution test system for severe disturbances. Simulation results indicate that the designed controller is robust against uncertainties in operating conditions