Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comerciales

[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. El desarrollo de las energías renovables para alcanzar un escenario sostenible en el horizonte 2030-2050 ha provocado un incremento de la variabilidad y rigidez del sistema eléctrico. Por ello, la integración de l...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: García Garre, Ana
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:2022
País:España
Institución:Universidad Politécnica de Cartagena(UPCT)
Repositorio:Repositorio Digital UPCT
OAI Identifier:oai:repositorio.upct.es:10317/12080
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10317/12080
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Respuesta de la demanda
Gestión de la demanda
Eficiencia energética
Recursos energéticos distribuidos
Almacenamiento
Demand response
Demand-side management
Energy efficiency
Distributed energy resources
Energy storage
Ingeniería Eléctrica
2207.09 Conversión de Energía
id ES_c3f557abfbe856490d373f9a2173feee
oai_identifier_str oai:repositorio.upct.es:10317/12080
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comerciales
Analysis and evaluation of demand-side flexibility on customers with photovoltaic energy generation: application to residential and commercial sectors
title Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comerciales
spellingShingle Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comerciales
García Garre, Ana
Respuesta de la demanda
Gestión de la demanda
Eficiencia energética
Recursos energéticos distribuidos
Almacenamiento
Demand response
Demand-side management
Energy efficiency
Distributed energy resources
Energy storage
Ingeniería Eléctrica
2207.09 Conversión de Energía
title_short Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comerciales
title_full Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comerciales
title_fullStr Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comerciales
title_full_unstemmed Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comerciales
title_sort Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comerciales
dc.creator.none.fl_str_mv García Garre, Ana
author García Garre, Ana
author_facet García Garre, Ana
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Gabaldón Marín, Antonio
Automática, Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica
dc.subject.none.fl_str_mv Respuesta de la demanda
Gestión de la demanda
Eficiencia energética
Recursos energéticos distribuidos
Almacenamiento
Demand response
Demand-side management
Energy efficiency
Distributed energy resources
Energy storage
Ingeniería Eléctrica
2207.09 Conversión de Energía
topic Respuesta de la demanda
Gestión de la demanda
Eficiencia energética
Recursos energéticos distribuidos
Almacenamiento
Demand response
Demand-side management
Energy efficiency
Distributed energy resources
Energy storage
Ingeniería Eléctrica
2207.09 Conversión de Energía
description [SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. El desarrollo de las energías renovables para alcanzar un escenario sostenible en el horizonte 2030-2050 ha provocado un incremento de la variabilidad y rigidez del sistema eléctrico. Por ello, la integración de las renovables tiene que ir de la mano de un aumento de la flexibilidad del sistema, tanto en la generación como en la demanda. Las políticas de Respuesta de la Demanda se han orientado tradicionalmente a grandes consumidores, pero para que la integración se realice de forma eficiente, hay que incluir también al sector residencial, ya que explica aproximadamente el 27% del total de la energía consumida en la Unión Europea. El objetivo principal de esta tesis doctoral es el estudio y desarrollo de nuevas herramientas para la gestión de la generación y el consumo de los llamados prosumidores (consumidores que a la vez producen su propia energía). Los grupos objetivo son consumidores de los segmentos residencial y comercial, y algunos mercados de energía. Los sistemas de generación estudiados son de tipo fotovoltaico, y se ha considerado también la utilización de sistemas de almacenamiento tanto directos (baterías, supercondensadores) como indirectos (almacenamiento térmico). El trabajo engloba el análisis y la integración de las herramientas para la planificación, operación y evaluación de la Respuesta de la Demanda por parte de los consumidores y agregadores, así como su participación en los mercados de energía. Se han desarrollado modelos de cargas físicamente basados (PBLM), así como modelos de predicción del consumo y la generación renovable a corto plazo (STLF). Asimismo, se han obtenido las líneas base de consumo (CBL) que permiten la medida y verificación de las acciones de Respuesta de la Demanda, para su posterior evaluación y remuneración por parte del mercado y los operadores del sistema eléctrico. Por último, se han aplicado los modelos de Respuesta de la Demanda al sistema eléctrico ferroviario. Se ha evaluado la instalación de sistemas de almacenamiento para aprovechar el frenado regenerativo de los vehículos y la aplicación de políticas de Respuesta de la Demanda que mejoren la eficiencia energética de este sector. Los resultados se presentan en forma de 5 artículos científicos publicados en revistas indexadas. Todos ellos demuestran que la Respuesta de la Demanda puede mejorar la flexibilidad del sistema eléctrico y la eficiencia energética de los consumidores, obteniéndose beneficios tanto a nivel individual (usuarios) como colectivo (sistema eléctrico). La Respuesta de la Demanda puede jugar un papel clave en el desarrollo de los futuros sistemas y mercados de energía, pero para ello es necesario un marco legislativo estable, un aumento de las inversiones, una mayor implicación de todos los agentes involucrados y el apoyo de la tecnología. [ENG] This doctoral dissertation has been presented in the form of thesis by publication. The development of renewable energy sources to achieve a sustainable scenario in the 2030-2050 horizon has led to an increase in the variability and rigidity of the Electricity Systems. Therefore, the integration of renewables should be related to an increase in the flexibility of the system, both in generation and demand sides. Demand Response policies have traditionally been oriented towards large consumers, but the residential sector should also be included as it accounts for approximately 27% of the total energy consumed in the European Union. The main objective of this Ph.D. is the study and development of new tools for the management of the generation and consumption of the so-called prosumers (consumers who produce their own energy). The target groups are customers in the residential and commercial segments, and some "special" consumers who normally are not participating actively in energy markets. The generation systems studied are photovoltaic, and the use of both direct (batteries, supercapacitors) and indirect (thermal storage systems) has also been considered. The work includes the analysis and integration of tools for the planning, operation, and evaluation of Demand Response by consumers and aggregators, as well as their participation in energy markets. Physically-Based Load Models (PBLM) and Short-Term Load and Generation Forecasting models (STLF) have been developed. For the measurement and verification of Demand Response, Customer Baselines (CBL) have been obtained in order to evaluate and calculate the incentives to be paid by the Energy Markets and the System Operators. Finally, Demand Response models have been applied to the railway electricity system. The installation of energy storage systems to take advantage of the regenerative braking of vehicles and the application of Demand Response policies to hotel loads to improve energy efficiency and demand flexibility in this sector have been evaluated. The results are presented in 5 scientific papers published in indexed journals. All of them demonstrate that Demand Response can improve the flexibility of the electricity system and the energy efficiency of consumers, with benefits at both the individual (users) and collective (electricity system) level. Demand Response can play a key role in the development of future energy systems and markets, but this requires a stable legislative framework, increased investments, greater involvement of all stakeholders, and technology support.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022
2023
2023
2023
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10317/12080
url http://hdl.handle.net/10317/12080
dc.language.none.fl_str_mv Español
language_invalid_str_mv Español
dc.rights.none.fl_str_mv Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositorio Digital UPCT
instname:Universidad Politécnica de Cartagena(UPCT)
instname_str Universidad Politécnica de Cartagena(UPCT)
reponame_str Repositorio Digital UPCT
collection Repositorio Digital UPCT
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869418840622891008
spelling Análisis y evaluación de las oportunidades de flexibilidad de la demanda en consumidores con capacidad de generación fotovoltaica: aplicación a sectores residenciales y comercialesAnalysis and evaluation of demand-side flexibility on customers with photovoltaic energy generation: application to residential and commercial sectorsGarcía Garre, AnaRespuesta de la demandaGestión de la demandaEficiencia energéticaRecursos energéticos distribuidosAlmacenamientoDemand responseDemand-side managementEnergy efficiencyDistributed energy resourcesEnergy storageIngeniería Eléctrica2207.09 Conversión de Energía[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. El desarrollo de las energías renovables para alcanzar un escenario sostenible en el horizonte 2030-2050 ha provocado un incremento de la variabilidad y rigidez del sistema eléctrico. Por ello, la integración de las renovables tiene que ir de la mano de un aumento de la flexibilidad del sistema, tanto en la generación como en la demanda. Las políticas de Respuesta de la Demanda se han orientado tradicionalmente a grandes consumidores, pero para que la integración se realice de forma eficiente, hay que incluir también al sector residencial, ya que explica aproximadamente el 27% del total de la energía consumida en la Unión Europea. El objetivo principal de esta tesis doctoral es el estudio y desarrollo de nuevas herramientas para la gestión de la generación y el consumo de los llamados prosumidores (consumidores que a la vez producen su propia energía). Los grupos objetivo son consumidores de los segmentos residencial y comercial, y algunos mercados de energía. Los sistemas de generación estudiados son de tipo fotovoltaico, y se ha considerado también la utilización de sistemas de almacenamiento tanto directos (baterías, supercondensadores) como indirectos (almacenamiento térmico). El trabajo engloba el análisis y la integración de las herramientas para la planificación, operación y evaluación de la Respuesta de la Demanda por parte de los consumidores y agregadores, así como su participación en los mercados de energía. Se han desarrollado modelos de cargas físicamente basados (PBLM), así como modelos de predicción del consumo y la generación renovable a corto plazo (STLF). Asimismo, se han obtenido las líneas base de consumo (CBL) que permiten la medida y verificación de las acciones de Respuesta de la Demanda, para su posterior evaluación y remuneración por parte del mercado y los operadores del sistema eléctrico. Por último, se han aplicado los modelos de Respuesta de la Demanda al sistema eléctrico ferroviario. Se ha evaluado la instalación de sistemas de almacenamiento para aprovechar el frenado regenerativo de los vehículos y la aplicación de políticas de Respuesta de la Demanda que mejoren la eficiencia energética de este sector. Los resultados se presentan en forma de 5 artículos científicos publicados en revistas indexadas. Todos ellos demuestran que la Respuesta de la Demanda puede mejorar la flexibilidad del sistema eléctrico y la eficiencia energética de los consumidores, obteniéndose beneficios tanto a nivel individual (usuarios) como colectivo (sistema eléctrico). La Respuesta de la Demanda puede jugar un papel clave en el desarrollo de los futuros sistemas y mercados de energía, pero para ello es necesario un marco legislativo estable, un aumento de las inversiones, una mayor implicación de todos los agentes involucrados y el apoyo de la tecnología. [ENG] This doctoral dissertation has been presented in the form of thesis by publication. The development of renewable energy sources to achieve a sustainable scenario in the 2030-2050 horizon has led to an increase in the variability and rigidity of the Electricity Systems. Therefore, the integration of renewables should be related to an increase in the flexibility of the system, both in generation and demand sides. Demand Response policies have traditionally been oriented towards large consumers, but the residential sector should also be included as it accounts for approximately 27% of the total energy consumed in the European Union. The main objective of this Ph.D. is the study and development of new tools for the management of the generation and consumption of the so-called prosumers (consumers who produce their own energy). The target groups are customers in the residential and commercial segments, and some "special" consumers who normally are not participating actively in energy markets. The generation systems studied are photovoltaic, and the use of both direct (batteries, supercapacitors) and indirect (thermal storage systems) has also been considered. The work includes the analysis and integration of tools for the planning, operation, and evaluation of Demand Response by consumers and aggregators, as well as their participation in energy markets. Physically-Based Load Models (PBLM) and Short-Term Load and Generation Forecasting models (STLF) have been developed. For the measurement and verification of Demand Response, Customer Baselines (CBL) have been obtained in order to evaluate and calculate the incentives to be paid by the Energy Markets and the System Operators. Finally, Demand Response models have been applied to the railway electricity system. The installation of energy storage systems to take advantage of the regenerative braking of vehicles and the application of Demand Response policies to hotel loads to improve energy efficiency and demand flexibility in this sector have been evaluated. The results are presented in 5 scientific papers published in indexed journals. All of them demonstrate that Demand Response can improve the flexibility of the electricity system and the energy efficiency of consumers, with benefits at both the individual (users) and collective (electricity system) level. Demand Response can play a key role in the development of future energy systems and markets, but this requires a stable legislative framework, increased investments, greater involvement of all stakeholders, and technology support.Esta tesis ha sido financiada por el Ministerio de Universidades a través de la Ayuda de Formación de Profesorado Universitario FPU17/02753, con el apoyo del proyecto ENE-2016-78509-C3-2-P y la Red de Investigación REDYD2050 (RED2018-102618-T).Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. Está formada por un total de cinco artículos: 1. García-Garre, A.; Gabaldón, A.; Álvarez-Bel, C.; Ruiz-Abellón, M.D.C.; Guillamón, A. (2018). Integration of Demand Response and Photovoltaic Resources in Residential Segments. Sustainability 2018, 10, 3030. https://doi.org/10.3390/su10093030. 2. Ruiz-Abellón, M.C.; Fernández-Jiménez, L.A.; Guillamón, A.; Falces, A.; García-Garre, A.; Gabaldón, A. (2020). Integration of Demand Response and Short-Term Forecasting for the Management of Prosumers’ Demand and Generation. Energies 2020, 13(1), 11. https://doi.org/10.3390/en13010011. 3. Gabaldón, A.; García-Garre, A; Ruiz-Abellón, M.C.; Fernández-Jiménez, L.A.; Guillamón, A.; Alvarez-Bel, C. (2021). Improvement of customer baselines for the evaluation of demand response through the use of physically-based load models. Utilities Policy 2021, 70. https://doi.org/10.1016/j.jup.2021.101213. 4. Gabaldón, A.; Álvarez, C.; Ruiz-Abellón, M.C.; Guillamón, A., Valero-Verdú, S.; Molina, R.; García-Garre, A. (2018). Integration of Methodologies for the Evaluation of Offer Curves in Energy and Capacity Markets through Energy Efficiency and Demand Response. Sustainability 2018, 10, 483. https://doi.org/10.3390/su10020483. 5. García-Garre, A.; Gabaldón, A. (2019). Analysis, Evaluation and Simulation of Railway Diesel-Electric and Hybrid Units as Distributed Energy Resources. Applied Sciences 2019, 9, 3605. https://doi.org/10.3390/app9173605.Escuela Internacional de Doctorado de la Universidad Politécnica de CartagenaUniversidad Politécnica de CartagenaPrograma de Doctorado en Tecnologías IndustrialesGabaldón Marín, AntonioAutomática, Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica2023202320222023info:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10317/12080reponame:Repositorio Digital UPCTinstname:Universidad Politécnica de Cartagena(UPCT)EspañolAtribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Españahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:repositorio.upct.es:10317/120802026-05-15T06:39:02Z
score 15,301629

Similares en LA Referencia