PV hosting capacity analysis and enhancement using high resolution stochastic modeling

Abstract

La reducción de las emisiones de CO2 es un objetivo principal en la futura red inteligente. Este objetivo es impulsar la instalación de recursos de energía renovable (RES), así como un importante compromiso del consumidor que busca una utilización más eficiente de estos recursos hacia la figura de los "prosumidores". Sin embargo, estos recursos presentan una naturaleza intermitente, que requiere la presencia de un Sistema de almacenamiento de energía y un sistema de administración de energía (EMS) para garantizar una fuente de alimentación ininterrumpida. Además, los problemas relacionados con la red pueden surgir debido al creciente poder de los recursos renovables instalados en la red, ya que los sistemas de almacenamiento también pueden contribuir a la estabilidad de la red. Sin embargo, para evaluar estos escenarios futuros y probar las estrategias de control, se necesita un sistema de simulación. El objetivo de este trabajo es analizar la interacción entre consumidores residenciales con alta penetración en la generación fotovoltaica y el almacenamiento distribuido y la red mediante un escenario de simulación de alta resolución temporal basado en un modelo de carga residencial estocástica y registros de producción fotovoltaica. Los resultados del modelo se presentan para diferentes tasas de energía fotovoltaica y capacidades de almacenamiento, así como una estrategia de carga de dos niveles como un mecanismo para aumentar la capacidad de alojamiento (HC) de la red.

Reduction of CO2 emissions is a main target in the future smart grid. This goal is boosting the installation of renewable energy resources (RES), as well as a major consumer engagement that seeks for a more efficient utilization of these resources toward the figure of ‘prosumers’. Nevertheless, these resources present an intermittent nature, which requires the presence of an energy storage system and an energy management system (EMS) to ensure an uninterrupted power supply. Moreover, network-related issues might arise due to the increasing power of renewable resources installed in the grid, the storage systems also being capable of contributing to the network stability. However, to assess these future scenarios and test the control strategies, a simulation system is needed. The aim of this paper is to analyze the interaction between residential consumers with high penetration of PV generation and distributed storage and the grid by means of a high temporal resolution simulation scenario based on a stochastic residential load model and PV production records. Results of the model are presented for different PV power rates and storage capacities, as well as a two-level charging strategy as a mechanism for increasing the hosting capacity (HC) of the network.