[EN] The growing concerns regarding the lack of fossil fuels, their costs, and their
impact on the environment have led governmental institutions to launch energy
policies that promote the increasing installation of technologies that use
renewable energy sources to generate energy. The increasing penetration of
renewable energy sources brings a great fluctuation on the generation side,
which strongly affects the power and energy system management. The control of
this system is moving from hierarchical and central to a smart and distributed
approach. The system operators are nowadays starting to consider the final end users (consumers and prosumers) as a part of the solution in power system
operation activities. In this sense, the end-users are changing their behavior from
passive to active players. The role of aggregators is essential in order to empower
the end-users, also contributing to those behavior changes. Although in several
countries aggregators are legally recognized as an entity of the power and energy
system, its role being mainly centered on representing end-users in wholesale
market participation.
This work contributes to the advancement of the state-of-the-art with
models that enable the active involvement of the end-users in electricity markets
in order to become key participants in the management of power and energy
systems. Aggregators are expected to play an essential role in these models,
making the connection between the residential end-users, electricity markets,
and network operators. Thus, this work focuses on providing solutions to a wide
variety of challenges faced by aggregators.
The main results of this work include the developed models to enable
consumers and prosumers participation in electricity markets and power and
energy systems management. The proposed decision support models consider
demand-side management applications, local electricity market models,
electricity portfolio management, and local ancillary services.
The proposed models are validated through case studies based on real data.
The used scenarios allow a comprehensive validation of the models from
different perspectives, namely end-users, aggregators, and network operators.
The considered case studies were carefully selected to demonstrate the characteristics of each model, and to demonstrate how each of them contributes
to answering the research questions defined to this work.[ES] La creciente preocupación por la escasez de combustibles fósiles, sus costos
y su impacto en el medio ambiente ha llevado a las instituciones
gubernamentales a lanzar políticas energéticas que promuevan la creciente
instalación de tecnologías que utilizan fuentes de energía renovables para
generar energía. La creciente penetración de las fuentes de energía renovable trae
consigo una gran fluctuación en el lado de la generación, lo que afecta
fuertemente la gestión del sistema de potencia y energía. El control de este
sistema está pasando de un enfoque jerárquico y central a un enfoque inteligente
y distribuido. Actualmente, los operadores del sistema están comenzando a
considerar a los usuarios finales (consumidores y prosumidores) como parte de
la solución en las actividades de operación del sistema eléctrico. En este sentido,
los usuarios finales están cambiando su comportamiento de jugadores pasivos a
jugadores activos. El papel de los agregadores es esencial para empoderar a los
usuarios finales, contribuyendo también a esos cambios de comportamiento.
Aunque en varios países los agregadores están legalmente reconocidos como una
entidad del sistema eléctrico y energético, su papel se centra principalmente en
representar a los usuarios finales en la participación del mercado mayorista.
Este trabajo contribuye al avance del estado del arte con modelos que
permiten la participación activa de los usuarios finales en los mercados eléctricos
para convertirse en participantes clave en la gestión de los sistemas de potencia
y energía. Se espera que los agregadores desempeñen un papel esencial en estos
modelos, haciendo la conexión entre los usuarios finales residenciales, los
mercados de electricidad y los operadores de red. Por lo tanto, este trabajo se
enfoca en brindar soluciones a una amplia variedad de desafíos que enfrentan los
agregadores.
Los principales resultados de este trabajo incluyen los modelos
desarrollados para permitir la participación de los consumidores y prosumidores
en los mercados eléctricos y la gestión de los sistemas de potencia y energía. Los
modelos de soporte de decisiones propuestos consideran aplicaciones de gestión
del lado de la demanda, modelos de mercado eléctrico local, gestión de cartera
de electricidad y servicios auxiliares locales.
Los modelos propuestos son validan mediante estudios de casos basados en
datos reales. Los escenarios utilizados permiten una validación integral de los
modelos desde diferentes perspectivas, a saber, usuarios finales, agregadores y
operadores de red. Los casos de estudio considerados fueron cuidadosamente
seleccionados para demostrar las características de cada modelo y demostrar
cómo cada uno de ellos contribuye a responder las preguntas de investigación
definidas para este trabajo
