Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/14451
Title: Ανάπτυξη ευφυούς συστήματος/peer-to-peer (P2P) ανταλλαγής ενέργειας με όρους δυναμικής τιμολόγησης σε μικροδίκτυα
Other Titles: Development of intelligent energy exchange system/peer-to-peer in terms of dynamic pricing in microgrids
Authors: Πορφυράκη, Βασιλική
Keywords: Μικροδίκτυο
Συναλλαγές peer-to-peer
Δυναμική τιμολόγηση
Ψηφιακή αγορά ενέργειας
Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ)
Φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων
Prosumer ενέργειας
Αλγόριθμος διαχείρισης ενέργειας
Γενετικός αλγόριθμος βελτιστοποίησης
Keywords (translated): Microgrid
Peer-to-Peer (P2P) transactions
Dynamic pricing
Digital energy market
Renewable energy sources (RES)
Electric vehicles (EVs) charging
Energy prosumer
Energy management algorithm
Genetic algorithm (GA) optimization
Abstract: Τα τελευταία χρόνια, τα αυξανόμενα περιβαλλοντικά προβλήματα από τη χρήση ορυκτών καυσίμων ωθούν το παγκόσμιο ενεργειακό σύστημα προς την αειφορία. Η εκθετική αύξηση των ηλεκτρικών οχημάτων (Electric Vehicles, EVs) συμβάλλει σημαντικά στη μείωση των εκπομπών ρύπων. Ωστόσο, τα ηλεκτρικά δίκτυα δεν έχουν σχεδιαστεί για να υποστηρίξουν την αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας και υποδομών φόρτισης EVs από τη διάδοση της ηλεκτροκίνησης, όπου η σταθερότητα και η ποιότητα του δικτύου ισχύος είναι τα κύρια ζητήματα που προκύπτουν. Η παρούσα διπλωματική εργασία φιλοδοξεί, με την εισαγωγή της έννοιας του οικιστικού prosumer ενέργειας και των αποκεντρωμένων συναλλαγών Peer-to-Peer (P2P), να συμβάλλει στην υποστήριξη της αυξανόμενης ζήτησης του ηλεκτρικού δικτύου μέσω ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (Renewable Energy Sources, RES) και να προσφέρει μία οικονομικά ελκυστική και ευέλικτη επιλογή φόρτισης EVs, προάγοντας τόσο τη χρήση κατανεμημένων πηγών ενέργειας (Distributed Energy Resources, DERs), όσο και την εδραίωση της ηλεκτροκίνησης προς την άμβλυνση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τη χρήση ορυκτών καυσίμων. Ως οικιστικός prosumer ενέργειας παρουσιάζεται μία κατοικία με ένα εγκατεστημένο φωτοβολταϊκό σύστημα και ένα σύστημα αποθήκευσης ισχύος, όπου μέσω ενός αλγόριθμου διαχείρισης και χρονοπρογραμματισμού ενέργειας το πιθανόν ωριαίο πλεόνασμα ενέργειας διατίθεται προς πώληση είτε για φόρτιση EVs, είτε στο Δίκτυο με βάση μία πολιτική Net Metering. Η εξαγωγή της βέλτιστης δυναμικής τιμολόγησης της διαθέσιμης ενέργειας προς πώληση πραγματοποιείται με τη χρήση γενετικών αλγορίθμων και διαμορφώνεται σύμφωνα με ένα μηχανισμό τιμής-χρόνου-χρήσης (Time-of-Use, TOU), έτσι ώστε η χρήση ενέργειας να μετατοπίζεται κατά τις ώρες αιχμής και να ενθαρρύνεται η συμμετοχή των DERs. Το σύστημα είναι σχεδιασμένο να προσδίδει ευελιξία και αυτονομία στον προσδιορισμό της τιμολογιακής πολιτικής της ενέργειας, και ως εκ τούτου στο αναμενόμενο οικονομικό όφελος του οικιακού prosumer, έτσι ώστε να προσαρμόζεται βέλτιστα στο εκάστοτε μοτίβο φόρτισης EVs. Στο πλαίσιο αυτό, λαμβάνει χώρα μία μελέτη περίπτωσης ενός οικιστικού prosumer ενέργειας στην πόλη της Πάτρας, ο οποίος διαθέτει ένα φωτοβολταϊκό σύστημα, μία μπαταρία αποθήκευσης ενέργειας και τρεις θέσεις φόρτισης EVs. Τα αποτελέσματα της μελέτης δύναται να αποτελέσουν κίνητρο, ώστε περισσότεροι χρήστες να στραφούν προς την υιοθέτηση του βιώσιμου μοντέλου prosumerism και της τεχνολογίας που αυτό συνεπάγεται.
Abstract (translated): In recent years, growing environmental problems from the use of fossil fuels are pushing the global energy system towards sustainability. The exponential increase of electric vehicles (EVs) contributes significantly to the reduction of pollutant emissions. However, grids are not designed to support the growing demand for energy and EVs charging infrastructure occurring by the spread of electric mobility, where stability and quality of the power grid are the main issues that arise. This dissertation aims, by introducing the concept of residential energy prosumer and decentralized Peer-to-Peer (P2P) transactions, to contribute to the support of the growing demand of the electricity network through Renewable Energy Sources (RES) and to offer an economically attractive and flexible EVs charging option, promoting both the use of Distributed Energy Resources (DERs) and the consolidation of e-mobility to mitigate the environmental impact of fossil fuel use. As residential energy prosumer, a house with an installed photovoltaic system and a power storage system is presented, where through an energy management and scheduling algorithm the potential hourly surplus energy is available for sale either for charging EVs or in the Network based on a Net Metering policy. The extraction of the optimal dynamic pricing of the available energy for sale is carried out using genetic algorithms and is configured according to a Time-of-Use price (TOU) mechanism, so that the energy use is shifted during peak hours and the participation of DERs is encouraged. The system is designed to provide flexibility and autonomy in determining its energy pricing policy, and therefore to the expected financial benefit of the residential prosumer, so that it adapts optimally to the respective EVs charging pattern. In this context a case study takes place, introducing a residential energy prosumer in the city of Patras, which has a photovoltaic system, an energy storage system, and three charging points for EVs. The results of the study aim to motivate more users to adopt a sustainable prosumerism model and the technology that this entails.
Appears in Collections:Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ΜΔΕ-Βασιλική Ι. Πορφυράκη.pdf4.44 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.