Improving the benefits of demand response participation in facilities with distributed energy resources

Abstract

[EN] Demand response has proven to be a distributed energy resource of great potential over the last decades for electrical systems operation. However, small or medium size facilities generally have a very limited ability to participate in demand response programs. When a facility includes several generation resources, energy storage systems, or even demand flexibility, the decision-making becomes considerably harder because of the amount of variables to be considered. This paper presents a method to facilitate end users' decision-making in demand response participation. The method consists of an algorithm that uses demand and generation forecasts and costs of the available resources. Depending on the energy to be reduced in a program, the algorithm obtains the optimal schedule and facilitates decision making, helping end users to decide when and how to participate. With this method, end users' capability to participate in these programs is clearly increased. In addition, the method is contrasted by simulations based on real programs developed at the Campus de Vera of the Universitat Politècnica de València. The simulations carried out show that the developed method allows end users to take advantage of the potential of their facilities to provide demand response services and obtain the maximum possible benefit.

[EN] La resposta a la demanda ha demostrat ser un recurs d'energia distribuïda de gran potencial en les últimes dècades per a l'operació de sistemes elèctrics. No obstant això, les instal·lacions xicotetes o mitjanes generalment tenen una capacitat molt limitada per a participar en programes de resposta a la demanda. Quan una instal·lació inclou diversos recursos de generació, sistemes d'emmagatzematge d'energia o fins i tot flexibilitat de la demanda, la presa de decisions es torna considerablement més difícil a causa de la quantitat de variables que han de considerar-se. Aquest article presenta un mètode per a facilitar la presa de decisions dels usuaris finals en la participació en la resposta a la demanda. El mètode consisteix en un algorisme que utilitza els pronòstics de demanda i generació i els costos dels recursos disponibles. Depenent de l'energia que haja de reduir-se en un programa, l'algorisme obté el programa òptim i facilita la presa de decisions, ajudant els usuaris finals a decidir quan i com participar. Amb aquest mètode, la capacitat dels usuaris finals per a participar en aquests programes s'incrementa clarament. A més, el mètode es contrasta mitjançant simulacions basades en programes reals desenvolupats al Campus de Vera de la Universitat Politècnica de València. Les simulacions realitzades mostren que el mètode desenvolupat permet als usuaris finals aprofitar el potencial de les seues instal·lacions per a proporcionar serveis de resposta a la demanda i obtindre el màxim benefici possible.

[ES] La respuesta a la demanda ha demostrado ser un recurso de energía distribuida de gran potencial en las últimas décadas para la operación de sistemas eléctricos. Sin embargo, las instalaciones pequeñas o medianas generalmente tienen una capacidad muy limitada para participar en programas de respuesta a la demanda. Cuando una instalación incluye varios recursos de generación, sistemas de almacenamiento de energía o incluso flexibilidad de la demanda, la toma de decisiones se vuelve considerablemente más difícil debido a la cantidad de variables que deben considerarse. Este artículo presenta un método para facilitar la toma de decisiones de los usuarios finales en la participación en la respuesta a la demanda. El método consiste en un algoritmo que utiliza los pronósticos de demanda y generación y los costes de los recursos disponibles. Dependiendo de la energía que deba reducirse en un programa, el algoritmo obtiene el programa óptimo y facilita la toma de decisiones, ayudando a los usuarios finales a decidir cuándo y cómo participar. Con este método, la capacidad de los usuarios finales para participar en estos programas se incrementa claramente. Además, el método se contrasta mediante simulaciones basadas en programas reales desarrollados en el Campus de Vera de la Universitat Politècnica de València. Las simulaciones realizadas muestran que el método desarrollado permite a los usuarios finales aprovechar el potencial de sus instalaciones para proporcionar servicios de respuesta a la demanda y obtener el máximo beneficio posible.