Sistemas de Energia

Sobre o Domínio

A nossa investigação no domínio de Sistemas de Energia foca-se em apoiar a descarbonização da sociedade, um objetivo central da União Europeia, através da integração de fontes de energia renovável, do armazenamento de energia e da melhoria da eficiência energética. No INESC TEC apostamos no desenho de sistemas energéticos sustentáveis, eficientes e resilientes, capazes de responder às necessidades futuras enquanto reduzem as emissões de carbono.

Neste domínio, reunimos várias competências que nos permitem desenvolver soluções integradas para uma gestão eficiente, flexível e sustentável da energia, promovendo a transição para sistemas energéticos mais inteligentes e descarbonizados. Algumas dessas competências incluem:

Operação e planeamento de sistemas energéticos

Redes inteligentes

Mercados de eletricidade

Sistemas multi-energia

Desafios de Investigação

Este domínio visa apoiar a descarbonização total e sustentável da sociedade, adotando uma estratégia multidisciplinar que atua ao longo de toda a cadeia de valor, planeando-a e operando-a através de múltiplos vetores energéticos, infraestruturas e utilizadores, num ecossistema energético integrado, interconectado e digitalizado. Tal será sustentado por diferentes métodos baseados em modelos e dados para otimizar e controlar os sistemas de energia – e com propostas de soluções inovadoras para políticas e regulamentações. O nosso laboratório de redes inteligentes e veículos elétricos (x-energy) reforça as capacidades de investigação e inovação deste domínio científico, com recursos tecnológicos para o desenvolvimento e validação de conceitos teóricos. Os resultados da investigação incluem conceitos, modelos, metodologias e ferramentas que abordam a questão da tomada de decisão por parte de cidadãos, comunidades, multiutilizadores, operadores de sistemas, reguladores, decisores políticos e organismos governamentais, enfrentando quatro grandes desafios:

Principais Conquistas

Neste domínio científico temos contribuído ativamente para a construção de sistemas energéticos mais inteligentes, colaborativos e sustentáveis. As nossas conquistas abordam desde a partilha segura de dados até à otimização da participação de recursos energéticos flexíveis nos mercados, com impacto direto na transição energética e no funcionamento das comunidades de energia.

Partilha segura de dados energéticos

Desenvolvemos um protocolo inovador baseado em aprendizagem federada para melhorar a previsão da produção renovável, respeitando a privacidade dos dados e ativos energéticos com diferentes proprietários. Este método supera limitações dos modelos de aprendizagem automática. Propusemos um mecanismo de mercado que incentiva partilha de dados, atribuindo-lhes valor monetário consoante o seu contributo para o negócio. Publicações aqui, aqui, aqui.Patente pendente WO/2022/090580.

Novos modelos de mercados locais e de gestão de recursos flexíveis

Criámos um modelo inovador de mercado peer-to-peer pós-entrega, que gera curvas de oferta e procura a partir de medições reais e interage com mercados de flexibilidade. Desenvolvemos métodos de coordenação com a gestão da rede, considerando as suas restrições. Em paralelo, aplicámos um algoritmo de controlo preditivo à operação de comunidades com armazenamento de energia, validado num piloto real. Publicações aqui, aqui e aqui.

Agregação de recursos flexíveis multi-energia

Desenvolvemos métodos de otimização distribuída para agregadores participarem simultaneamente nos mercados de eletricidade, gás e carbono, sem conhecimento explícito das restrições da rede. Propusemos uma abordagem de otimização estocástica para lidar com incertezas de previsão, oferecendo estratégias de oferta mais robustas e diversificadas. Estas soluções deram origem a duas ferramentas em código aberto. Saiba mais aqui, aqui e aqui.