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Tipo do documento: Tese
Título: The impact of flexibility on demand-side management and the need for consumer-oriented demand response
Título(s) alternativo(s): O impacto da flexibilidade na gestão da procura e a necessidade de uma resposta à procura orientada para o consumidor
Autor: ALMEIDA, Vitor Augusto Correa Cortez 
Primeiro orientador: RABÊLO, Ricardo de Andrade Lira
Primeiro coorientador: CARVALHO, Arthur
Primeiro membro da banca: RABÊLO, Ricardo de Andrade Lira
Segundo membro da banca: CARVALHO, Arthur
Terceiro membro da banca: SANTOS, Silvio Giuseppe Di
Quarto membro da banca: PINHEIRO, Plácido Rogerio
Quinto membro da banca: LEÃO, Erico Meneses
Resumo: No contexto das redes elétricas inteligentes, o gerenciamento pelo lado da demanda é um conjunto de medidas para motivar os consumidores finais a adaptar sua demanda de energia aos recursos de geração disponíveis. Para atingir esse objetivo, as solu- ções de gerenciamento do lado da demanda recompensam os consumidores flexíveis por meio de programas de resposta da demanda. Tendências recentes apontam para o desenvolvimento de sistemas de gerenciamento de energia residencial para aprovei- tar o potencial dos consumidores residenciais a contribuir com os esforços de resposta da demanda. No entanto, estudos ainda estão em andamento e são necessárias mais pesquisas sobre como projetar programas de resposta da demanda com sistemas de gerenciamento de energia residencial que atraiam os consumidores finais. Este estudo aborda limitações dos sistemas de gerenciamento de energia residencial na literatura e propõe uma abordagem de gerenciamento pelo lado da demanda centrada no con- sumidor com base num modelo de otimização de dois níveis. Primeiro, os consumido- res resolvem um problema de nível inferior multiobjetivo de programação de cargas para otimizar sua economia e conforto individuais. Em seguida, os agregadores de de- manda resolvem um problema de nível superior de agregação de perfil de demanda para otimizar sua relação entre pico e média. Os experimentos investigam o impacto dos métodos de otimização, recursos de energia distribuída, preferências do consumi- dor e padrões de comportamento na operação do programa de resposta da demanda. Os resultados indicam que, embora os recursos de energia distribuída contribuam para reduzir os custos de consumo e o desconforto, eles incorrem em um efeito negativo so- bre a relação entre o pico e a média do perfil de demanda da comunidade. Além disso, a flexibilidade do consumidor, o preço dinâmico e a participação ativa do consumidor no processo de resposta da demanda são fatores fundamentais para o sucesso das soluções de gerenciamento pelo lado da demanda. Trabalhos futuros podem melhorar aspectos como modelagem de incerteza, sustentabilidade e estabilidade da rede, bem como realizar experimentos com comunidades de consumidores reais.
Abstract: In the context of smart electricity grids, demand­side management is a set of measures to motivate end consumers into adapting their energy demand to the available gen- eration resources. To achieve this goal, demand­side management solutions reward flexible consumers through demand response programs. Recent trends point towards the development of home energy management systems to leverage the potential of residential consumers to contribute to demand response efforts. However, current re- search is still ongoing and more studies are needed on how to design demand response programs with home energy management systems that appeal to end consumers. This study addresses limitations of home energy management systems in the literature and proposes a consumer­centric demand­side management approach based on a bi­level optimization model. First, consumers solve a lower­level multi­objective load scheduling problem to optimize their individual savings and comfort. Then, demand aggregators solve an upper­level single­objective demand profile aggregation problem to optimize its peak­to­average ratio. Experiments investigate the impact of optimization methods, distributed energy resources, consumer preferences and behavioral patterns on the demand response program’s operation. Results indicate that while distributed energy resources contribute to reduce consumption costs and discomfort, they incur a negative effect on the community demand’s peak­to­average ratio. In addition, consumer flexibil- ity, dynamic pricing, and active consumer participation in the demand reponse process are key factors to the success of demand­side management solutions. Future work can improve in aspects such as modeling uncertainty, sustainability, and grid stability, as well as experimenting with real consumer communities.
Palavras-chave: redes elétricas inteligentes;
gerenciamento pelo lado da demanda;
resposta da demanda;
sistemas de gerenciamento de energia residencial;
flexibilidade do consumidor;
otimização multiobjetivo.
smart grids;
demand­side management;
demand response;
home energy management systems;
consumer flexibility;
multi­objective optimization.
Área(s) do CNPq: Ciência da Computação
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO DOUTORADO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
Citação: ALMEIDA, Vitor Augusto Correa Cortez. The impact of flexibility on demand-side management and the need for consumer-oriented demand response. 2023. 111 f. Tese (Programa de Pós-Graduação Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Maranhão, Teresina, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/5019
Data de defesa: 28-Apr-2023
Appears in Collections:TESES DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO (ASSOCIAÇÃO UFMA/UFPI)

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