Technical evaluation of European and North American sustainable benchmark scenarios based on renewable Local energy Communities penetration

Abstract

La creciente integración de la electrificación y las energías renovables, impulsada por objetivos globales de sostenibilidad y eficiencia, fomenta escenarios futuros que otorgan a actores como los recursos energéticos distribuidos , el almacenamiento y los consumidores activos un papel crucial en la transición energética. El objetivo de este trabajo es evaluar el impacto en las redes de distribución del surgimiento y proliferación de Comunidades Energéticas Locales sostenibles. La metodología empleada en este estudio utiliza simulaciones cuasi dinámicas basadas en escenarios que involucran niveles variables de demanda eléctrica y redes de bajo voltaje en condiciones tanto habituales como basadas en comunidades energéticas locales. Este enfoque permite la cuantificación de indicadores clave y proporciona información sobre el impacto técnico de la integración de las comunidades energéticas locales en las redes de distribución considerando los casos de referencia europeos y norteamericanos como sistemas de referencia. Los resultados obtenidos permiten concluir que los sistemas de referencia con topologías malladas pueden soportar el crecimiento de la demanda eléctrica con impactos menos severos en comparación con los sistemas radiales. Además, la integración de Comunidades Energéticas Locales sostenibles proporciona mejoras, de diferente nivel para cada escenario, en los perfiles de tensión (mantenidos dentro de los límites de operación), so

The growing electrification and renewable energies integration, driven by global sustainability and efficiency objectives, foster future scenarios providing actors such as distributed energy resources, storage, and active consumers with a crucial role in the energy transition. The aim of this work is to assess the impact on distribution networks of the emergence and proliferation of sustainable Local Energy Communities. The methodology employed in this study uses quasi-dynamic simulations based on scenarios involving varying levels of electric demand and low voltage networks under both business-as-usual and Local Energy Communities-based conditions. This approach enables quantification of key indicators and provides insight into the technical impact of Local Energy Communities integration in distribution networks considering European and North American benchmark cases as reference systems. The results obtained allow concluding that reference systems with meshed topologies can withstand electric demand growth with less severe impacts compared to radial systems. Furthermore, the integration of sustainable Local Energy Communities provides improvements, of different level for each scenario, in voltage profiles (kept within operation limits), overloads (up to 50% reduction) and technical losses (up to 37% reduction).