Control, prediction, market participation and grid impact of aggregated demand flexibility

Abstract

This doctoral thesis addresses demand flexibility, a topic of growing relevance in the context of the transition towards decarbonised energy systems. Demand flexibility is the capability of electricity system end-users to modify their consumption patterns in response to operational signals, price variations, or other influencing factors, while maintaining the desired level of utility. Demand flexibility management allows stabilisation of the grid in situations of high penetration of non-controllable generation, such as renewable energy. The key aspects of demand flexibility studied are the control of flexible electricity loads, the prediction of their behaviour, participation in electricity markets and their impact on grid operation. In addition, this document analyses some aspects of the demand flexibility situation in Spain.

En esta tesis doctoral se aborda la flexibilidad de la demanda, un tema de creciente relevancia en el contexto de la transición hacia sistemas energéticos descarbonizados. La flexibilidad de la demanda se refiere a la capacidad de los usuarios finales del sistema eléctrico de ajustar sus patrones de consumo en respuesta a señales de operación, cambios en los precios u otros factores, manteniendo el nivel deseado de utilidad. La gestión de la flexibilidad de la demanda permite estabilizar la red en situaciones de gran penetración de generación no controlable, como puede ser el caso de la energía renovable. Los aspectos fundamentales estudiados de la flexibilidad de la demanda son el control de las cargas eléctricas flexibles, la predicción de su comportamiento, la participación en mercados eléctricos y su impacto en la operación de la red eléctrica. Además, en este documento se analizan algunos aspectos de la situación de la flexibilidad de la demanda en España.