Energy Community as manager of a VPP: Aggregation of dispersed production and flexibility of consumption

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaAlthough there’s an increasing focus on the development of sustainable solutions for the electricity market, there are still many obstacles to its widespread adoption, particularly the lack of confidence or interest from consumers, the slow evolution of regulatory policies, and the lack of suitable business models.This dissertation aims to demonstrate and validate the concept of Community S, an energy community managing a virtual power plant as proposed by the project NetEffiCity. The community presents itself as an alternative energy management solution, which promotes the sustainability of the network through the aggregation of energy assets, strategies of demand response and integration of renewable energy resources in the electricity market. Community S aims to optimize the use of energy surpluses from self-consumption solar photovoltaic power by sharing them with the rest of consumers within the community. In addition, it intends to minimize the participant’s energy costs by reducing consumption at times when energy is most expensive and moving loads to periods with excess production within the Community, while at the same time making consumers more proactive by using tools appropriate to each user for consumption and energy cost management.This work aims to present conclusive results on the energetic and economic feasibility of Community S, based upon data monitoring of two demonstration projects implemented in the municipalities of Alfândega da Fé and Penela. Thus, it will be possible to conclude whether this type of solution really is a sustainable way of obtaining cleaner network power, increased energy efficiency and reduced greenhouse gas emissions, while at the same time contributing to the optimization of the electrical network’s operation. For the development of this work it’s also important to review the European policies regarding the electricity sector and evaluate their evolution regarding the new emerging alternatives for energy management.Embora haja uma crescente aposta no desenvolvimento de soluções sustentáveis para o mercado de energia elétrica, existem ainda muitos entraves à sua adoção generalizada, nomeadamente, falta de confiança ou interesse por parte dos consumidores, evolução lenta das políticas regulatórias e falta de modelos de negócio adequados.Esta dissertação tem como objetivo validar e demonstrar o conceito de Comunidade S, como comunidade de energia gestora de uma virtual power plant, proposto pelo projeto NetEffiCity. A comunidade referida apresenta-se como uma solução de gestão energética alternativa, que promove a sustentabilidade dos sistemas de energia através da agregação de ativos de energia, estratégias de demand response e integração de fontes de energia renováveis no mercado de eletricidade. Esta propõe-se a otimizar o aproveitamento de excedentes energéticos de unidades de produção fotovoltaica para autoconsumo, partilhando-os com os restantes consumidores da comunidade. Além disso, prevê minimizar os custos energéticos aos participantes, reduzindo o consumo nos momentos em que a energia é mais cara e deslocando cargas para períodos com excesso de produção da comunidade, mas também tornar os consumidores mais proativos, através de ferramentas de gestão de consumos e custos energéticos adequadas à categoria de cada utilizador.O trabalho pretende apresentar resultados conclusivos sobre a viabilidade energética e económica da Comunidade S, baseando-se nos dados de monitorização de energia de dois projetos demonstradores implementados nos concelhos de Alfândega da Fé e de Penela. Assim, será possível concluir se este tipo de solução representa realmente uma forma sustentável de integrar na rede energia proveniente de fontes renováveis, aumentar a eficiência no consumo e diminuir as emissões de gases de efeito de estufa, ao mesmo tempo que contribui para a otimização da operação da rede elétrica.Para o conteúdo do trabalho é importante, também, rever as políticas europeias que dizem respeito ao setor de energia elétrica, avaliando a sua evolução face às novas alternativas de gestão energética que vão surgindo