Design of a Virtual Power Plant for multiple energy services

This thesis is done to show the effect of a Virtual Power Plant (VPP) in Power management in Smart grids. The first chapter tried to show what is a VPP and what are its subsystems. Battery systems, Distributed Generation, and Energy Management systems are described. In the second chapter, VPP and several pilot projects are studied such as the Saint-Denis Pilot project, Province of Montova VPP, and Southern California Edison’s Project. The third chapter is aimed to analyze the effect of Fault on the Frequency of the system and how it is possible to control the frequency. Categories of Stability, Frequency, and Voltage Control are discussed. In the last chapter, the two-interconnected-Kundur network is studied. The input of the data is the variable Renewable Energy coming from Solar panels and Wind. Renewable Energy Sources like wind and Photovoltaic have indeterministic characteristics, therefore they cause variations in power, as a result, VPP and Battery are provided to stabilize the system, The control system includes Automatic Generation Control (AGC), Battery and VPP. Later, the influence of each of these Control systems are investigated to see the effects on Frequency stability. Different Cases and Scenarios are developed to see how control systems can improve frequency output.

Questa tesi ha lo scopo di mostrare l'effetto di una centrale elettrica virtuale (VPP) nella gestione dell'energia delle reti intelligenti. Nel primo capitolo si cerca di mostrare cos'è una centrale elettrica virtuale e quali sono i suoi sottosistemi. Vengono descritti i sistemi di batterie, la generazione distribuita e il sistema di gestione dell'energia. Nel secondo capitolo vengono studiati il VPP e diversi progetti pilota come il progetto pilota Saint Denis, il VPP della provincia di Montova e il progetto Edison della California meridionale. Il terzo capitolo ha lo scopo di analizzare l'effetto di Fault sulla Frequenza del sistema e come è possibile controllare la frequenza. Vengono discusse le categorie di stabilità, frequenza e controllo della tensione. Nell'ultimo capitolo vengono studiate le due reti interconnesse di Kundur. L'input dei dati è variabile Energie Rinnovabili provenienti da Pannelli Solari ed Eolico. Le fonti di energia rinnovabile come l'eolico e il fotovoltaico hanno caratteristiche indeterministiche, quindi provocano variazioni di potenza, di conseguenza viene fornito VPP e batteria per stabilizzare il sistema. Il sistema di controllo include il controllo automatico della generazione (AGC) - Batteria - VPP. Successivamente, viene studiata l'influenza di ciascuno di questi sistemi di controllo per vedere gli effetti sulla stabilità della frequenza. Vengono sviluppati diversi casi e scenari per vedere come i sistemi di controllo possono migliorare l'uscita in frequenza.