Dissertation/ Thesis
Flexibility management system with distributed energy resources
| Τίτλος: | Flexibility management system with distributed energy resources |
|---|---|
| Συγγραφείς: | Forero Quintero, José Fernando |
| Συνεισφορές: | University/Department: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Elèctrica |
| Thesis Advisors: | Villafafila Robles, Roberto, Montesinos Miracle, Daniel |
| Πηγή: | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Στοιχεία εκδότη: | Universitat Politècnica de Catalunya, 2026. |
| Έτος έκδοσης: | 2026 |
| Φυσική περιγραφή: | 129 p. |
| Θεματικοί όροι: | flexibilidad, gestión energética, recursos energéticos distribuidos, optimización, Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria elèctrica, Àrees temàtiques de la UPC::Energies, Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible, 621.3 - Enginyeria elèctrica. Electrotècnia. Telecomunicacions, 502 - Natura. Estudi, conservació i protecció de la natura, 620 - Assaig de materials. Material comercials. Economia de l'energia |
| Περιγραφή: | Tesi en modalitat de compendi de publicacions |
| Description (Translated): | Tesi amb menció de Doctorat Internacional (English) The challenge of climate change is ever demanding more technological and political efforts to respond adequately to its adverse effects, which could put life on the planet at risk. Diverse plans have been proposed to incorporate more renewable generation and digitalize the power system in a decarbonizing energy transition framework. However, such plans are either not being accomplished or are insufficient according to the Paris Agreement. At the same time, emerging technologies such as artificial intelligence, high-performance sensing and automation, and real-time information and communication systems, among others, are transforming electrical networks into smart grids, aggregating more complexity. This thesis, based on a papers compendium, first surveys the existing energy management systems with distributed energy resources, delving into their configuration, energy and flexibility sources, information and communication systems, profitability analysis and indicators, and flexibility services. After reviewing the state of the art, this thesis focuses on boosting management systems towards the real-time horizon, proposing a flexibility management system. This system is a hierarchical three-level management system based on an adaptive autoregression algorithm, cost-benefits analysis, and redispatching and unit recommitment submodules to control and manage the power, and short-term flexibility requests. To validate the proposed system, not only several simulations and sensitivity analyses are carried out, but real-world energy assets are addressed in PVZEN microgrid lab in Torino, Italy. The results demonstrate that proposed system can reduce the cost overruns of real-time power deviations of the distributed resources, leverage the excess of renewable energy, and generate profits providing flexibility services to the grid. Chapters 2, 3, and 4 show the papers related to this thesis, starting with reviewing the art status, passing through the simulations and analysis, and finishing with the essays on real-world energy assets. Main conclusions and future work are depicted at the end of the document. (Català) El repte del canvi climàtic exigeix cada cop més esforços, tant tecnològics com polítics, per fer front adequadament als seus efectes adversos, que podrien posar en risc la vida al planeta. S’han proposat diversos plans per incorporar generació renovable i digitalitzar el sistema elèctric en un marc de transició energètica i descarbonització. Tanmateix, aquests plans no s’estan duent a terme o són insuficients segons l’Acord de París. Al mateix temps, tecnologies emergents com la intel·ligència artificial, la automatització i sensors d’alt rendiment i els sistemes d’informació i comunicació en temps real, entre d’altres, estan transformant les xarxes elèctriques en xarxes intel·ligents, afegint m´es complexitat. Aquesta tesi, basada en un compendi d’articles, examina primer els sistemes de gestió d’energia existents amb recursos energètics distribuïts, aprofundint en la seva configuració, fonts d’energia i flexibilitat, sistemes d’informació i comunicació, anàlisi i indicadors de rendibilitat conjuntament amb els serveis de flexibilitat. Després de revisar l’estat de l’art, aquesta tesi es centra en impulsar els sistemes de gestió cap a l’horitzó del temps real, proposant un sistema de gestió de la flexibilitat. Aquest sistema està compost per tres nivells jerarquics basats en un algorisme d’autoregressió adaptativa, una anàlisi cost-benefici i submòduls de redispatching i reassignació per controlar i gestionar l’energia i les sol·licituds de flexibilitat a curt termini. Per validar el sistema proposat, no només es duen a terme diverses simulacions i anàlisis de sensibilitat, sinó que també es gestionen actius energètics del món real des del laboratori de microxarxes PVZEN a Torí, Itàlia. Els resultats demostren que el sistema pot reduir els sobrecostos de les desviacions de potència en temps real dels recursos distribuïts, aprofitar l’excés d’energia renovable i generar beneficis proporcionant serveis de flexibilitat a la xarxa. Els capítols 2, 3 i 4 mostren els articles relacionats amb aquesta tesi, començant per la revisió de l’estat de l’art, passant per les simulacions i l’anàlisi, i acabant amb els assajos sobre actius energètics del món real. Les principals conclusions i els possibles futurs treballs es mostren al final del document. (Español) El desafío del cambio climático exige cada vez más esfuerzos tecnológicos y políticos para responder adecuadamente a sus efectos adversos, que podrían poner en riesgo la vida en el planeta. Se han propuesto diversos planes para incorporar más generación renovable y digitalizar el sistema eléctrico en un marco de transición energética descarbonizadora. Sin embargo, estos planes no se están implementando o son insuficientes según el Acuerdo de París. Al mismo tiempo, tecnologías emergentes como la inteligencia artificial, la sensorización y automatización de alto rendimiento y los sistemas de información y comunicación en tiempo real, entre otros, están transformando las redes eléctricas en redes inteligentes, lo que añade mayor complejidad. Esta tesis, basada en un compendio de artículos, examina primero los sistemas de gestión de energía existentes con recursos energéticos distribuidos, profundizando en su configuración, fuentes de energía y flexibilidad, sistemas de información y comunicación, análisis e indicadores de rentabilidad y servicios de flexibilidad. Tras revisar el estado del arte, esta tesis se centra en impulsar los sistemas de gestión hacia un horizonte temporal real, proponiendo un sistema de gestión de la flexibilidad. Este sistema está compuesto por tres niveles jerárquicos basados en un algoritmo de autorregresión adaptativa, un análisis costo-beneficio y submódulos de redespacho y reasignación para controlar y gestionar la energía y las solicitudes de flexibilidad a corto plazo. Para validar el sistema propuesto, no solo se realizan diversas simulaciones y análisis de sensibilidad, sino que también se gestionan activos energéticos reales desde el laboratorio de microrredes PVZEN en Turín, Italia. Los resultados demuestran que el sistema propuesto puede reducir los sobrecostes derivados de las desviaciones de energía en tiempo real, aprovechar el excedente de energía renovable y generar beneficios a partir de servicios de flexibilidad a la red. Los capítulos 2, 3 y 4 presentan los artículos relacionados con esta tesis, comenzando con una revisión del estado del arte, pasando por las simulaciones y el análisis, y finalizando con los ensayos con equipos reales. Las principales conclusiones y posibles desarrollos futuros se describen al final del documento. DOCTORAT EN ENGINYERIA ELÈCTRICA (Pla 2012) |
| Τύπος εγγράφου: | Dissertation/Thesis |
| Περιγραφή αρχείου: | application/pdf |
| Γλώσσα: | English |
| DOI: | 10.5821/dissertation-2117-461965 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | https://hdl.handle.net/10803/697503 https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-461965 |
| Rights: | L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edstdx.10803.697503 |
| Βάση Δεδομένων: | TDX |
| FullText | Text: Availability: 0 CustomLinks: – Url: https://hdl.handle.net/10803/697503# Name: EDS - TDX (ns324271) Category: fullText Text: View record in TDX |
|---|---|
| Header | DbId: edstdx DbLabel: TDX An: edstdx.10803.697503 RelevancyScore: 1435 AccessLevel: 3 PubType: Dissertation/ Thesis PubTypeId: dissertation PreciseRelevancyScore: 1435.13195800781 |
| IllustrationInfo | |
| Items | – Name: Title Label: Title Group: Ti Data: Flexibility management system with distributed energy resources – Name: Author Label: Authors Group: Au Data: <searchLink fieldCode="AR" term="%22Forero+Quintero%2C+José+Fernando%22">Forero Quintero, José Fernando</searchLink> – Name: Author Label: Contributors Group: Au Data: University/Department: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Elèctrica – Name: Author Label: Thesis Advisors Group: Au Data: Villafafila Robles, Roberto<br />Montesinos Miracle, Daniel – Name: TitleSource Label: Source Group: Src Data: TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) – Name: Publisher Label: Publisher Information Group: PubInfo Data: Universitat Politècnica de Catalunya, 2026. – Name: DatePubCY Label: Publication Year Group: Date Data: 2026 – Name: PhysDesc Label: Physical Description Group: PhysDesc Data: 129 p. – Name: Subject Label: Subject Terms Group: Su Data: <searchLink fieldCode="DE" term="%22flexibilidad%22">flexibilidad</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22gestión+energética%22">gestión energética</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22recursos+energéticos+distribuidos%22">recursos energéticos distribuidos</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22optimización%22">optimización</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Àrees+temàtiques+de+la+UPC%3A%3AEnginyeria+elèctrica%22">Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria elèctrica</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Àrees+temàtiques+de+la+UPC%3A%3AEnergies%22">Àrees temàtiques de la UPC::Energies</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Àrees+temàtiques+de+la+UPC%3A%3ADesenvolupament+humà+i+sostenible%22">Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22621%2E3+-+Enginyeria+elèctrica%2E+Electrotècnia%2E+Telecomunicacions%22">621.3 - Enginyeria elèctrica. Electrotècnia. Telecomunicacions</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22502+-+Natura%2E+Estudi%2C+conservació+i+protecció+de+la+natura%22">502 - Natura. Estudi, conservació i protecció de la natura</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22620+-+Assaig+de+materials%2E+Material+comercials%2E+Economia+de+l'energia%22">620 - Assaig de materials. Material comercials. Economia de l'energia</searchLink> – Name: Abstract Label: Description Group: Ab Data: Tesi en modalitat de compendi de publicacions – Name: Abstract Label: Description (Translated) Group: Ab Data: Tesi amb menció de Doctorat Internacional<br />(English) The challenge of climate change is ever demanding more technological and political efforts to respond adequately to its adverse effects, which could put life on the planet at risk. Diverse plans have been proposed to incorporate more renewable generation and digitalize the power system in a decarbonizing energy transition framework. However, such plans are either not being accomplished or are insufficient according to the Paris Agreement. At the same time, emerging technologies such as artificial intelligence, high-performance sensing and automation, and real-time information and communication systems, among others, are transforming electrical networks into smart grids, aggregating more complexity. This thesis, based on a papers compendium, first surveys the existing energy management systems with distributed energy resources, delving into their configuration, energy and flexibility sources, information and communication systems, profitability analysis and indicators, and flexibility services. After reviewing the state of the art, this thesis focuses on boosting management systems towards the real-time horizon, proposing a flexibility management system. This system is a hierarchical three-level management system based on an adaptive autoregression algorithm, cost-benefits analysis, and redispatching and unit recommitment submodules to control and manage the power, and short-term flexibility requests. To validate the proposed system, not only several simulations and sensitivity analyses are carried out, but real-world energy assets are addressed in PVZEN microgrid lab in Torino, Italy. The results demonstrate that proposed system can reduce the cost overruns of real-time power deviations of the distributed resources, leverage the excess of renewable energy, and generate profits providing flexibility services to the grid. Chapters 2, 3, and 4 show the papers related to this thesis, starting with reviewing the art status, passing through the simulations and analysis, and finishing with the essays on real-world energy assets. Main conclusions and future work are depicted at the end of the document.<br />(Català) El repte del canvi climàtic exigeix cada cop més esforços, tant tecnològics com polítics, per fer front adequadament als seus efectes adversos, que podrien posar en risc la vida al planeta. S’han proposat diversos plans per incorporar generació renovable i digitalitzar el sistema elèctric en un marc de transició energètica i descarbonització. Tanmateix, aquests plans no s’estan duent a terme o són insuficients segons l’Acord de París. Al mateix temps, tecnologies emergents com la intel·ligència artificial, la automatització i sensors d’alt rendiment i els sistemes d’informació i comunicació en temps real, entre d’altres, estan transformant les xarxes elèctriques en xarxes intel·ligents, afegint m´es complexitat. Aquesta tesi, basada en un compendi d’articles, examina primer els sistemes de gestió d’energia existents amb recursos energètics distribuïts, aprofundint en la seva configuració, fonts d’energia i flexibilitat, sistemes d’informació i comunicació, anàlisi i indicadors de rendibilitat conjuntament amb els serveis de flexibilitat. Després de revisar l’estat de l’art, aquesta tesi es centra en impulsar els sistemes de gestió cap a l’horitzó del temps real, proposant un sistema de gestió de la flexibilitat. Aquest sistema està compost per tres nivells jerarquics basats en un algorisme d’autoregressió adaptativa, una anàlisi cost-benefici i submòduls de redispatching i reassignació per controlar i gestionar l’energia i les sol·licituds de flexibilitat a curt termini. Per validar el sistema proposat, no només es duen a terme diverses simulacions i anàlisis de sensibilitat, sinó que també es gestionen actius energètics del món real des del laboratori de microxarxes PVZEN a Torí, Itàlia. Els resultats demostren que el sistema pot reduir els sobrecostos de les desviacions de potència en temps real dels recursos distribuïts, aprofitar l’excés d’energia renovable i generar beneficis proporcionant serveis de flexibilitat a la xarxa. Els capítols 2, 3 i 4 mostren els articles relacionats amb aquesta tesi, començant per la revisió de l’estat de l’art, passant per les simulacions i l’anàlisi, i acabant amb els assajos sobre actius energètics del món real. Les principals conclusions i els possibles futurs treballs es mostren al final del document.<br />(Español) El desafío del cambio climático exige cada vez más esfuerzos tecnológicos y políticos para responder adecuadamente a sus efectos adversos, que podrían poner en riesgo la vida en el planeta. Se han propuesto diversos planes para incorporar más generación renovable y digitalizar el sistema eléctrico en un marco de transición energética descarbonizadora. Sin embargo, estos planes no se están implementando o son insuficientes según el Acuerdo de París. Al mismo tiempo, tecnologías emergentes como la inteligencia artificial, la sensorización y automatización de alto rendimiento y los sistemas de información y comunicación en tiempo real, entre otros, están transformando las redes eléctricas en redes inteligentes, lo que añade mayor complejidad. Esta tesis, basada en un compendio de artículos, examina primero los sistemas de gestión de energía existentes con recursos energéticos distribuidos, profundizando en su configuración, fuentes de energía y flexibilidad, sistemas de información y comunicación, análisis e indicadores de rentabilidad y servicios de flexibilidad. Tras revisar el estado del arte, esta tesis se centra en impulsar los sistemas de gestión hacia un horizonte temporal real, proponiendo un sistema de gestión de la flexibilidad. Este sistema está compuesto por tres niveles jerárquicos basados en un algoritmo de autorregresión adaptativa, un análisis costo-beneficio y submódulos de redespacho y reasignación para controlar y gestionar la energía y las solicitudes de flexibilidad a corto plazo. Para validar el sistema propuesto, no solo se realizan diversas simulaciones y análisis de sensibilidad, sino que también se gestionan activos energéticos reales desde el laboratorio de microrredes PVZEN en Turín, Italia. Los resultados demuestran que el sistema propuesto puede reducir los sobrecostes derivados de las desviaciones de energía en tiempo real, aprovechar el excedente de energía renovable y generar beneficios a partir de servicios de flexibilidad a la red. Los capítulos 2, 3 y 4 presentan los artículos relacionados con esta tesis, comenzando con una revisión del estado del arte, pasando por las simulaciones y el análisis, y finalizando con los ensayos con equipos reales. Las principales conclusiones y posibles desarrollos futuros se describen al final del documento.<br />DOCTORAT EN ENGINYERIA ELÈCTRICA (Pla 2012) – Name: TypeDocument Label: Document Type Group: TypDoc Data: Dissertation/Thesis – Name: Format Label: File Description Group: SrcInfo Data: application/pdf – Name: Language Label: Language Group: Lang Data: English – Name: DOI Label: DOI Group: ID Data: 10.5821/dissertation-2117-461965 – Name: URL Label: Access URL Group: URL Data: <link linkTarget="URL" linkTerm="https://hdl.handle.net/10803/697503" linkWindow="_blank">https://hdl.handle.net/10803/697503</link><br /><link linkTarget="URL" linkTerm="https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-461965" linkWindow="_blank">https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-461965</link> – Name: Copyright Label: Rights Group: Cpyrght Data: L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ – Name: AN Label: Accession Number Group: ID Data: edstdx.10803.697503 |
| PLink | https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edstdx&AN=edstdx.10803.697503 |
| RecordInfo | BibRecord: BibEntity: Identifiers: – Type: doi Value: 10.5821/dissertation-2117-461965 Languages: – Text: English PhysicalDescription: Pagination: PageCount: 129 Subjects: – SubjectFull: flexibilidad Type: general – SubjectFull: gestión energética Type: general – SubjectFull: recursos energéticos distribuidos Type: general – SubjectFull: optimización Type: general – SubjectFull: Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria elèctrica Type: general – SubjectFull: Àrees temàtiques de la UPC::Energies Type: general – SubjectFull: Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible Type: general – SubjectFull: 621.3 - Enginyeria elèctrica. Electrotècnia. Telecomunicacions Type: general – SubjectFull: 502 - Natura. Estudi, conservació i protecció de la natura Type: general – SubjectFull: 620 - Assaig de materials. Material comercials. Economia de l'energia Type: general Titles: – TitleFull: Flexibility management system with distributed energy resources Type: main BibRelationships: HasContributorRelationships: – PersonEntity: Name: NameFull: Forero Quintero, José Fernando IsPartOfRelationships: – BibEntity: Dates: – D: 20 M: 04 Type: published Y: 2026 |
| ResultId | 1 |