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Authors
Abstract(s)
The energy transmission and distribution systems existing today are stillsignificantly dependent on transformers,despite beingmore efficient and sustainable than those of decadesago. However, a large numberof power transformers alongwith other infrastructures have been in service for decades and are considered to be in their final ageing stage. Anymalfunction in the transformerscouldaffect the reliability of the entire electric network and alsohave greateconomic impact on the system.Concernsregardingurban air pollution, climate change, and the dependence on unstable and expensive supplies of fossil fuels have lead policy makers and researchers to explore alternatives to conventional fossil-fuelled internal combustion engine vehicles. One such alternative is the introduction of electric vehicles. A broad implementation of such mean of transportation could signify a drastic reduction in greenhouse gases emissions and could consequently form a compelling argument for the global efforts of meeting the emission reduction targets. In this thesis the topic of a high penetration of electric vehicles and their possible integration in insular networksis discussed. Subsequently, smart grid solutions with enabling technologies such as energy management systems and smart meters promote the vision of smart households, which also allows for active demand side in the residential sector.However, shifting loads simultaneously to lower price periods is likely to put extra stress on distribution system assets such as distribution transformers. Especially, additional new types of loads/appliances such as electric vehicles can introduce even more uncertaintyon the operation of these assets, which is an issue that needs special attention. Additionally, in order to improve the energy consumption efficiencyin a household, home energy management systems are alsoaddressed. A considerable number ofmethodologies developed are tested in severalcasestudies in order to answer the risen questions.
Os sistemas de transmissão e distribuição de energia existentes hoje em dia sãosignificativamente dependentes dos transformadores, pese embora sejammais eficientes e sustentáveis do que os das décadas passadas. No entanto, uma grande parte dos transformadores ao nível dadistribuição, juntamente com outras infraestruturassubjacentes, estão em serviço há décadas e encontram-se nafasefinal do ciclo devida. Qualquer defeito no funcionamento dos transformadorespode afetara fiabilidadede toda a redeelétrica, para além de terum grande impactoeconómico no sistema.Os efeitos nefastos associadosàpoluição do arem centro urbanos, asmudançasclimáticasea dependência de fontes de energiafósseis têm levado os decisores políticos e os investigadores aexplorar alternativas para os veículos convencionais de combustão interna. Uma alternativa é a introdução de veículos elétricos. Umaampla implementação de tal meio de transporte poderia significar uma redução drástica dos gases de efeito de estufa e poderiareforçar os esforços globais para ocumprimento das metas de redução de emissõesde poluentes na atmosfera.Nesta tese é abordado o tema da elevada penetração dos veículos elétricose a sua eventual integração numarede elétricainsular. Posteriormente, são abordadas soluções de redeselétricasinteligentes com tecnologias específicas, tais como sistemas de gestão de energia e contadores inteligentes que promovamo paradigmadas casas inteligentes, que também permitem a gestão da procura ativano sector residencial.No entanto, deslastrando significativamente as cargaspara beneficiar de preçosmais reduzidosé suscetíveldecolocarconstrangimentosadicionaissobre os sistemas de distribuição, especialmentesobre ostransformadores.Osnovos tipos de cargas tais como os veículos elétricospodem introduzir ainda mais incertezassobre a operação desses ativos, sendo uma questão que suscitaespecial importância. Além disso, com ointuitode melhorar a eficiência do consumo de energia numa habitação, a gestão inteligente daenergia é um assunto que também éabordadonesta tese. Uma pletora de metodologias é desenvolvida e testadaemvários casos de estudos, a fim de responder às questões anteriormente levantadas.
Os sistemas de transmissão e distribuição de energia existentes hoje em dia sãosignificativamente dependentes dos transformadores, pese embora sejammais eficientes e sustentáveis do que os das décadas passadas. No entanto, uma grande parte dos transformadores ao nível dadistribuição, juntamente com outras infraestruturassubjacentes, estão em serviço há décadas e encontram-se nafasefinal do ciclo devida. Qualquer defeito no funcionamento dos transformadorespode afetara fiabilidadede toda a redeelétrica, para além de terum grande impactoeconómico no sistema.Os efeitos nefastos associadosàpoluição do arem centro urbanos, asmudançasclimáticasea dependência de fontes de energiafósseis têm levado os decisores políticos e os investigadores aexplorar alternativas para os veículos convencionais de combustão interna. Uma alternativa é a introdução de veículos elétricos. Umaampla implementação de tal meio de transporte poderia significar uma redução drástica dos gases de efeito de estufa e poderiareforçar os esforços globais para ocumprimento das metas de redução de emissõesde poluentes na atmosfera.Nesta tese é abordado o tema da elevada penetração dos veículos elétricose a sua eventual integração numarede elétricainsular. Posteriormente, são abordadas soluções de redeselétricasinteligentes com tecnologias específicas, tais como sistemas de gestão de energia e contadores inteligentes que promovamo paradigmadas casas inteligentes, que também permitem a gestão da procura ativano sector residencial.No entanto, deslastrando significativamente as cargaspara beneficiar de preçosmais reduzidosé suscetíveldecolocarconstrangimentosadicionaissobre os sistemas de distribuição, especialmentesobre ostransformadores.Osnovos tipos de cargas tais como os veículos elétricospodem introduzir ainda mais incertezassobre a operação desses ativos, sendo uma questão que suscitaespecial importância. Além disso, com ointuitode melhorar a eficiência do consumo de energia numa habitação, a gestão inteligente daenergia é um assunto que também éabordadonesta tese. Uma pletora de metodologias é desenvolvida e testadaemvários casos de estudos, a fim de responder às questões anteriormente levantadas.
Description
Keywords
Rede eléctrica - Sistema de gestão de energia Rede eléctrica - Contadores inteligentes Rede eléctrica - Sistemas de distribuição Rede eléctrica - Transformadores Rede eléctrica - Veículo eléctrico