Flower greenhouse energy management to offer local flexibility markets

El objetivo del mercado de la electricidad es suministrar electricidad y al mismo tiempo satisfacer eficientemente la demanda de los consumidores. Gracias a los avances tecnológicos y la introducción de nuevos actores en el mercado eléctrico, el precio de las fuentes de energía renovables ha disminu...

Full description

Autores:
Roncancio Arévalo, Juan Sebastián
Tipo de recurso:
Doctoral thesis
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.javeriana.edu.co:10554/66765
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10554/66765
Palabra clave:
Mercado local de energía
Flexibilidad
Respuesta de la demanda
Tarifas diferenciadas
Climatización
Bi-MIP
Esquema de precios
Local energy market
Flexibility
Demand response
Differentiated tariffs
HVAC
Bi-MIP
Pricing scheme
Doctorado en ingeniería - Tesis y disertaciones académicas
Energía
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description El objetivo del mercado de la electricidad es suministrar electricidad y al mismo tiempo satisfacer eficientemente la demanda de los consumidores. Gracias a los avances tecnológicos y la introducción de nuevos actores en el mercado eléctrico, el precio de las fuentes de energía renovables ha disminuido sustancialmente. La distribución de recursos energéticos distribuidos (DER) a lo largo de la red de distribución transforma la red eléctrica tradicional de un flujo unidireccional altamente centralizado a uno bidireccional y descentralizado. La capacidad del sistema, la naturaleza intermitente de los DER y la congestión de la red son los nuevos desafíos que enfrenta el sector eléctrico. Este estudio aborda el tema de los mercados energéticos locales y la flexibilidad con alta penetración de Fuentes de Energía Renovables No Convencionales (FNCRE) como eje fundamental de la descarbonización. En consecuencia, esta investigación propone temas que consideran el estudio de carga, modelación, control y diseño de mercados energéticos locales. En relación con el diseño del mercado de flexibilidad, se utiliza un invernadero de flores en el estado colombiano de Boyacá. Sin embargo, el estudio se puede ampliar a otros ámbitos, como la industria de vehículos eléctricos agrícolas. El estudio analiza la flexibilidad del invernadero bajo el concepto de ofrecer servicios flexibles a la comunidad energética local en el marco de un mercado energético local. En consecuencia, la integración de los DER requiere nuevos modelos de gestión para brindar servicios a las partes interesadas a través del empoderamiento de los usuarios. Actualmente, a los usuarios que incluyen la autogeneración de energía se les conoce como prosumidores. Las nuevas tendencias consideran que el papel activo de los usuarios no sólo se limita a su capacidad de autogeneración sino también a su voluntad de ser flexibles en su consumo, lo que también se conoce como flexumers. El usuario activo (prosumidor o flexumer) participa ayudando al mercado a mejorar los bienes y servicios. Sin embargo, la integración estratégica de los usuarios (prosumidores, flexumers, etc.) a la infraestructura energética es un desafío. En este nuevo paradigma energético, las comunidades energéticas locales (LEC) han evolucionado para ofrecer soluciones que incorporan la participación de los usuarios. Estos nuevos personajes permiten el desarrollo de modelos de negocio innovadores, como los mercados locales de electricidad. Actualmente no se están construyendo volúmenes importantes de generación de electricidad; por el contrario, los países están en camino de descarbonizar las fuentes de generación de energía. Por tanto, es necesario recurrir a diferentes alternativas que ayuden a esta descarbonización, incluidas las renovables y herramientas como la flexibilidad del sistema eléctrico, para mantener el equilibrio entre producción y consumo.
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spelling Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/De acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, "Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores", los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Patiño Guevara, Diego AlejandroVuelvas Quintana, Jose ReinaldoRoncancio Arévalo, Juan SebastiánMarín, LuisQuijano, NicanorChicco, Gianfranco2024-02-29T16:34:24Z2024-02-29T16:34:24Z2023-09-15http://hdl.handle.net/10554/66765instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.coEl objetivo del mercado de la electricidad es suministrar electricidad y al mismo tiempo satisfacer eficientemente la demanda de los consumidores. Gracias a los avances tecnológicos y la introducción de nuevos actores en el mercado eléctrico, el precio de las fuentes de energía renovables ha disminuido sustancialmente. La distribución de recursos energéticos distribuidos (DER) a lo largo de la red de distribución transforma la red eléctrica tradicional de un flujo unidireccional altamente centralizado a uno bidireccional y descentralizado. La capacidad del sistema, la naturaleza intermitente de los DER y la congestión de la red son los nuevos desafíos que enfrenta el sector eléctrico. Este estudio aborda el tema de los mercados energéticos locales y la flexibilidad con alta penetración de Fuentes de Energía Renovables No Convencionales (FNCRE) como eje fundamental de la descarbonización. En consecuencia, esta investigación propone temas que consideran el estudio de carga, modelación, control y diseño de mercados energéticos locales. En relación con el diseño del mercado de flexibilidad, se utiliza un invernadero de flores en el estado colombiano de Boyacá. Sin embargo, el estudio se puede ampliar a otros ámbitos, como la industria de vehículos eléctricos agrícolas. El estudio analiza la flexibilidad del invernadero bajo el concepto de ofrecer servicios flexibles a la comunidad energética local en el marco de un mercado energético local. En consecuencia, la integración de los DER requiere nuevos modelos de gestión para brindar servicios a las partes interesadas a través del empoderamiento de los usuarios. Actualmente, a los usuarios que incluyen la autogeneración de energía se les conoce como prosumidores. Las nuevas tendencias consideran que el papel activo de los usuarios no sólo se limita a su capacidad de autogeneración sino también a su voluntad de ser flexibles en su consumo, lo que también se conoce como flexumers. El usuario activo (prosumidor o flexumer) participa ayudando al mercado a mejorar los bienes y servicios. Sin embargo, la integración estratégica de los usuarios (prosumidores, flexumers, etc.) a la infraestructura energética es un desafío. En este nuevo paradigma energético, las comunidades energéticas locales (LEC) han evolucionado para ofrecer soluciones que incorporan la participación de los usuarios. Estos nuevos personajes permiten el desarrollo de modelos de negocio innovadores, como los mercados locales de electricidad. Actualmente no se están construyendo volúmenes importantes de generación de electricidad; por el contrario, los países están en camino de descarbonizar las fuentes de generación de energía. Por tanto, es necesario recurrir a diferentes alternativas que ayuden a esta descarbonización, incluidas las renovables y herramientas como la flexibilidad del sistema eléctrico, para mantener el equilibrio entre producción y consumo.Gobernación de Boyacá Doc. Nal. - 779The goal of the electricity market is to supply electricity while efficiently meeting con- sumer demand. Thanks to technological advances and the introduction of new players in the electricity market, the price of renewable energy sources has decreased substan- tially. The distribution of distributed energy resources (DER) along the distribution grid transforms the traditional power grid from a highly centralized, unidirectional flow to a bidirectional, decentralized one. System capacity, the intermittent nature of DERs, and grid congestion are the new challenges facing the electricity sector. This study addresses the issue of local energy and flexibility markets with high pen- etration of Non-Conventional Renewable Energy Sources (NCREF) as a fundamental axis of decarbonization. Consequently, this research proposes topics that consider load study, modeling, control, and design of local energy markets. In relation to the design of the flex- ibility market, a flower greenhouse in the Colombian state of Boyacá is used. However, the study can be extended to other areas, such as the agricultural electric vehicle industry. The study analyzes the flexibility of the greenhouse under the concept of offering flexible services to the local energy community in the framework of a local energy market. Accordingly, the integration of DERs requires new management models to provide services to stakeholders through the empowerment of users. Currently, users that include self-generation of energy are known as prosumers. New trends consider that the active role of users is not only limited to their self-generation capacity but also to their willing- ness to be flexible in their consumption, which is also known as flexumers. The active user (prosumer or flexumer) participates by helping the market improve goods and ser- vices. However, the strategic integration of users (prosumers, flexumers, etc.) into the energy infrastructure is a challenge. In this new energy paradigm, local energy communities (LECs) have evolved to of- fer solutions that incorporate user participation. These new personas enable the develop- ment of innovative business models, such as local electricity markets. Significant volumes of electricity generation are not currently being built; on the contrary, countries are on the way to decarbonizing power generation sources. Therefore, it is necessary to resort to different alternatives that help this decarbonization, including renewables and tools such as the flexibility of the electricity system, to maintain the balance between production and consumption.Doctor en IngenieríaDoctoradoORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-4812-66https://scholar.google.com/citations?user=YBhOOMIAAAAJ&hl=enhttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/jsp/report-index.jspPDFapplication/pdfspaPontificia Universidad JaverianaDoctorado en IngenieríaFacultad de IngenieríaMercado local de energíaFlexibilidadRespuesta de la demandaTarifas diferenciadasClimatizaciónBi-MIPEsquema de preciosLocal energy marketFlexibilityDemand responseDifferentiated tariffsHVACBi-MIPPricing schemeDoctorado en ingeniería - Tesis y disertaciones académicasEnergíaFlower greenhouse energy management to offer local flexibility marketsFlower Greenhouse Energy Management to Offer Local Flexibility MarketsTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:eu-repo/semantics/doctoralThesisORIGINALattachment_0_Flower-Greenhouse-Energy-Management-to-Offer-Local-Flexibility-Markets.pdfattachment_0_Flower-Greenhouse-Energy-Management-to-Offer-Local-Flexibility-Markets.pdfDocumentoapplication/pdf30740782http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/66765/1/attachment_0_Flower-Greenhouse-Energy-Management-to-Offer-Local-Flexibility-Markets.pdffd6d7ded6df1566bd9c00d9610487010MD51open accessTHUMBNAILattachment_0_Flower-Greenhouse-Energy-Management-to-Offer-Local-Flexibility-Markets.pdf.jpgattachment_0_Flower-Greenhouse-Energy-Management-to-Offer-Local-Flexibility-Markets.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6555http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/66765/2/attachment_0_Flower-Greenhouse-Energy-Management-to-Offer-Local-Flexibility-Markets.pdf.jpg5ba859ec15723b8b7e786743bb29b930MD52open access10554/66765oai:repository.javeriana.edu.co:10554/667652024-03-01 03:00:40.696Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepositorio@javeriana.edu.co