Orientador: Anna Diva Plasencia Lotufo / Resumo: This work analysis load data from desegregated levels that presented difficulties to load forecasting with several methods due to variation in electrical energy consumption. The application proposed in this work is short-term load forecasting to a university building by GRNN (General Regression Neural Network) considering the bottom up approach and using a moving average filter to deal with the missing or wrong data. It is presented the system that provides the data as well as the methods used for pre-processing and realize the forecasting. The results are evaluated by MAPE (Mean Absolute Perceptual Error) and are considered good when compared with other methods. / Mestre

Submitted by ANDRÉ LUIZ LATANSIO DE OLIVEIRA null (andrelatansio@gmail.com) on 2017-08-03T12:48:20Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_final_submeter.pdf: 6036596 bytes, checksum: debf9708c542db4157e83657c0859084 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-03T17:52:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_all_me_ilha.pdf: 6036596 bytes, checksum: debf9708c542db4157e83657c0859084 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-03T17:52:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_all_me_ilha.pdf: 6036596 bytes, checksum: debf9708c542db4157e83657c0859084 (MD5) Previous issue date: 2017-07-07 / A simulação de ambientes computacionais é uma das principais técnicas para estudo de protocolos, seu comportamento em redes de computadores e análise da segurança da informação. O acesso a ambientes reais para simulação de smart grids está restrito a poucas universidades e empresas assim como existem poucas ferramentas disponíveis para sua simulação computacional, o que dificulta a realização de pesquisas nesta linha. Neste trabalho objetiva-se a configuração de um ambiente para simulação do protocolo DNP3 utilizando exclusivamente ferramentas open source, utilizando-se técnicas de segurança ofensiva para realizar ataques a rede e então validar o comportamento da simulação e por fim realizar a integração do ambiente de simulação com equipamentos reais. Para isso, foi desenvolvido um testbed virtual através da integração e configuração de diversas ferramentas e softwares open source e posteriormente utilizados os equipamentos do Laboratório de Proteção do Campus III na UNESP de Ilha Solteira, expandindo as funcionalidades do simulador e obtendo um testbed misto com resultados promissores em todos os testes realizados. / The simulation of computational environments is one of the main techniques applied in the study of protocols, the behavior of those protocols in computer networks, and the analysis of information security procedures. Research in the area of smart grid simulation is hampered by the fact that few universities and companies have access to real environments, and further, that the number of computational tools available is limited. This paper therefore aims to configure an environment for the simulation of the DNP3 protocol using exclusively open source tools and by applying offensive security techniques including attacks which seek to exploit network vulnerabilities; subsequently, the proposed simulation behavior is validated. For this purpose, a virtual testbed was developed by integrating and configuring various open source software and tools and later using the Campus III Protection Laboratory equipments at UNESP Ilha Solteira, expanding the simulator functionalities and obtaining a mixed testbed with results promising in all tests performed.

Redes elétricas desempenham um papel fundamental no que tange à distribuição de energia elétrica. Entretanto, as redes elétricas convencionais são muito antigas, apresentando uma série de deficiências e inseguranças. Neste cenário surgem as redes elétricas inteligentes, mais conhecidas como smart grids. Smart grids são uma evolução para as redes elétricas tradicionais, apresentando como grande diferencial a presença intensiva de tecnologia de ponta para monitorar cada elemento que a compõe. Uma das principais características de smart grids é seu fluxo bidirecional de energia e informação, que permite a qualquer elemento tanto consumir quanto fornecer energia para a rede, seja um aerogerador ou mesmo uma residência. Tal característica vai de encontro à necessidade de se distribuir a produção energética, tornando-a mais robusta e tolerante a falhas. Uma tecnologia que surgiu em meio ao desenvolvimento de smart grids denomina-se Veículo-Para-Rede (V2G, do inglês Vehicle-To-Grid). Através de sessões V2G, veículos elétricos (EVs, em inglês electric vehicles) podem vender a energia de suas baterias para a rede, obtendo lucro com este procedimento. Existem duas vantagens nesta tecnologia. Por um lado, proprietários de EVs podem obter lucro com a venda de energia, reduzindo os custos de se manter seu veículo. Por outro lado, a rede como um todo se beneficia, pois as baterias podem ser utilizadas para aumentar a estabilidade da rede. Entretanto, para que estas vantagens sejam expressivas, é necessário utilizar-se de mecanismos para aumentar a eficiência do processo V2G, uma vez que baterias são muito caras. Uma alternativa que tem sido muito explorada é a formação de coalizões entre os EVs. A proposta deste trabalho é utilizar informações sobre o domínio de smart grids de modo a impor restrições no processo de formação de coalizões de EVs, visando à redução do espaço de busca de estruturas de coalizão. Especificamente, estabelece-se a distância máxima que pode haver entre dois EVs de uma mesma coalizão, através da qual é possível identificar e podar porções inválidas do espaço de busca. Para tanto, é proposto o algoritmo CPCSG, capaz de identificar restrições entre os EVs e de podar o espaço de busca. A abordagem proposta pode ser utilizada em conjunto com algoritmos de geração de estruturas de coalizão para torná-los mais rápidos e eficientes. Com base em experimentos, percebe-se que a abordagem proposta proporciona um ganho notável de desempenho e uma redução expressiva no uso de memória em relação a outros algoritmos para geração de estruturas de coalizão. Em geral, quanto mais restritiva a rede e quanto maior o número de agentes, maior será o percentual do espaço de busca passível de ser podado. Resultados mostram, ainda, que quando comparada com outros algoritmos de geração de estruturas de coalizão, a técnica proposta chega a superar o tempo dos demais em diversas ordens de magnitude. / Electric grids play a key role in the energy distribution process. However, conventional grids are very old, which causes the onset of weaknesses and uncertainties. In such a scenario the smart grid concept arises. Smart grids are an evolution to the ageing electric grids, whose major breakthrough is the intensive use of technology to monitor every element that comprises it. One of the main features of smart grids is its bi-directional flow of electricity and information, which allows any element to consume and even supply energy to the grid, regardless of being a wind turbine or even a residence. Such a characteristic meets the need to make the energy production more distributed, making it more robust and fault tolerant. Amidst the development of smart grids emerged the concept of Vehicle-To-Grid (V2G). Through V2G sessions, electric vehicles (EVs) can sell the surplus energy of their batteries to the grid, making a profit. Two advantages arise from this technology. First, EVs’ owners can make a profit from the sale of energy, reducing their vehicles’ maintenance cost. Second, the network as a whole is benefited as batteries could be used to increase the network stability. However, in order to benefit from such advantages, it is necessary the use mechanisms to increase the efficiency of the V2G process, since batteries are very expensive. One way that has been explored is the coalition formation among EVs. The proposal of this work is to use smart grids’ domain information to impose constraints on the coalition formation process in order to reduce the coalition structures’ search space. Specifically, we define a maximum distance that can exist between two EVs of a given coalition, through which it is possible to identify and prune invalid portions of the search space. To this end, we propose the CPCSG algorithm, which has the capability of identifying constraints among EVs and pruning the search space. The proposed approach can be used together with coalition structure generation algorithms to make them faster and more efficient. Based on experiments, it can be seen that our approach provides a noticeable performance gain and a significant memory usage reduction compared to other coalition structure generation algorithms. In general, the more restrictive the grid and the greater the number of agents, the greater the percentage of the search space that can be pruned. Results also show that when compared with other coalition structure generation algorithms, the proposed technique is able to overcome the other in time by several orders of magnitude.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A modernizaÃÃo dos sistemas elÃtricos de potÃncia à nos dias atuais um tema de relevÃncia, com destaque à participaÃÃo do consumidor na geraÃÃo de energia elÃtrica e gestÃo da energia consumida. A automaÃÃo da MediÃÃo Inteligente à uma das principais vertentes e o precursor das Redes ElÃtricas Inteligentes. Considerando-se este cenÃrio, neste trabalho, apresenta-se um software de gestÃo da mediÃÃo inteligente de energia elÃtrica, denominado SGMIee. Trata-se de uma ferramenta computacional, desenvolvida com tecnologias computacionais de cÃdigo aberto e gratuito, utilizada para a aquisiÃÃo, armazenamento, processamento, visualizaÃÃo e gerenciamento das informaÃÃes registradas em uma infraestrutura de mediÃÃo inteligente de eletricidade. A plataforma Java e a estrutura de banco de dados MySQL sÃo as principais tecnologias utilizadas no desenvolvimento do software. O SGMIee tem sido aplicado a um sistema de mediÃÃo inteligente de energia elÃtrica instalado na infraestrutura do Departamento de Engenharia ElÃtrica (DEE), do Centro de Tecnologia (CT), da Universidade Federal do Cearà (UFC). O sistema de mediÃÃo inteligente de energia elÃtrica utilizado à composto por 05 unidades de medidores eletrÃnicos inteligentes trifÃsicos, 01 unidade de interface de comunicaÃÃo sem fio, 01 unidade de interface de comunicaÃÃo via porta Ãtica e 01 unidade de equipamento In-Home Display (IHD). A infraestrutura de mediÃÃo inteligente à baseada em uma rede RF e disposta em uma topologia Mesh, sendo utilizados os protocolos ABNT NBR 14522 e ZigBee para a realizaÃÃo da comunicaÃÃo entre os equipamentos do sistema. Dados coletados de 05 medidores eletrÃnicos, instalados em quadros de distribuiÃÃo de baixa tensÃo nas unidades do DEE, foram utilizados para testar e validar as funcionalidades do software proposto, sendo considerados aspectos normativos nacionais da Ãrea durante as anÃlises dos resultados obtidos. As funcionalidades sobre pÃgina fiscal, consumo, faltas de energia, alarmes e grÃficos foram implementadas no SGMIee, possibilitando-se o gerenciamento energÃtico baseado em dados de mediÃÃes e alarmes consultados de forma instantÃnea ou atravÃs de histÃrico. ApÃs as anÃlises, observou-se que os objetivos definidos para o SGMIee foram atendidos, sendo a disponibilizaÃÃo de uma ferramenta computacional para gerir os dados de mediÃÃes de parÃmetros elÃtricos, integrada a um cenÃrio de mediÃÃo inteligente de eletricidade a principal contribuiÃÃo deste trabalho. / The modernization of electric power systems is nowadays a topic of relevance, with emphasis on consumer participation in power generation and management of energy consumption. The automation of Smart Metering is one of the main aspects and the precursor of Smart Grids. Considering this scenario, this paper presents electricity smart metering management software, called SGMIee. It is a computational tool developed with free and open source technologies, used for the acquisition, storage, processing, display and management of recorded information in a smart metering infrastructure for electricity. The Java platform and structure of MySQL database are the main technologies used in software development. The SGMIee has been applied to a smart metering of electricity infrastructure installed in the Department of Electrical Engineering (DEE), the Technology Center (TC), Federal University of Cearà (UFC). The smart metering system used is composed of 05 three-phase smart meters units, 01 wireless communication interface unit, 01 optical interface unit and 01 In-Home Display (IHD) unit. The smart metering infrastructure is based on a RF network and willing in a Mesh topology, protocols being used ABNT NBR 14522 and ZigBee for the realization of communication between the system equipment. Data collected from 05 smart meters installed in low voltage switchboards units DEE, were used to test and validate the functionality of the proposed software, and are considered national normative aspects of the area during the analysis of the results obtained. The features about summary snapshot of electrical quantities measured, consumption, power outages, alarms and charts were implemented in SGMIee, enabling the power management based on measurement data and alarms consulted instantaneously or through history. After the analyzes, it was observed that the objectives for the SGMIee were achieved and the availability of a computational tool for managing measurement data of electrical parameters, integrated with a scenario of electricity smart metering the main contribution of this work.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / In the context of the current modernization process through which the electrical power systems go through, the concept of Smart Grids and their foundations serve as guidelines. In the search for interoperability, communication between heterogeneous systems has been the subject of constant and increasing developments. Under this scenario, the work presented in this dissertation focuses primarily on the study and application of the data model contained in the IEC 61970 series of standards, best known as the Common Information Model (CIM). With this purpose, the general aspects of the standard are exposed and assisted by the concepts of UML and XML, which are essential for a complete understanding of the model. Certain features of the CIM, as its extensibility and generality are emphasized, which qualify it as ideal data model for the establishment of interoperability. In order to exemplify the use of the model, a case study was performed which modeled an electrical distribution network in medium voltage so as to make it suitable for integration with a multi-agent system in a standardized format and, consequently, adequate to interoperability. The complete process of modeling an electrical network using the CIM is shown. Finally, the development of an interface is proposed as a mechanism that enables human intervention in the data flow between the integrated systems. The use of PHP with a MySQL database, are justified because of their suitability in various usage environments. / No processo atual de modernizaÃÃo pelo qual passam os sistemas de energia elÃtrica, o conceito de Redes ElÃtricas Inteligentes e seus fundamentos tÃm servido de diretrizes. Na busca pela interoperabilidade, a comunicaÃÃo entre sistemas heterogÃneos tem sido objeto de constantes e crescentes avanÃos. Este trabalho tem como objetivo o estudo e a aplicaÃÃo do modelo de dados da sÃrie de normas IEC 61970, denominado Common Information Model (CIM). Com esse objetivo, os aspectos gerais da norma sÃo apresentados, auxiliados pelos conceitos de UML (Unified Modeling Language) e XML (eXtensible Markup Language), essenciais para a compreensÃo integral do modelo. Determinadas caracterÃsticas do modelo CIM, como sua extensibilidade e generalidade, sÃo enfatizadas, as quais o credenciam como modelo com excelentes caracterÃsticas para o estabelecimento da interoperabilidade. Com o intuito de exemplificar a utilizaÃÃo do modelo, realizou-se um estudo de caso em que se modelou uma rede elÃtrica de distribuiÃÃo em mÃdia tensÃo de maneira a tornÃ-la prÃpria para integraÃÃo com um sistema multiagente em um formato padronizado e, consequentemente, adequado à interoperabilidade. O processo completo de modelagem da rede elÃtrica utilizando o CIM foi demonstrado. Por fim, uma interface foi desenvolvida como mecanismo de manipulaÃÃo dos dados nos documentos XML que possam fazer parte do fluxo de informaÃÃes. A utilizaÃÃo do PHP, juntamente com um banco de dados MySQL, à justificada em decorrÃncia de sua adequaÃÃo de uso em ambientes diversos. Os conjuntos formados pela interface, simulador da rede elÃtrica e sistema multiagente para recomposiÃÃo automÃtica, constituÃram um sistema cujas informaÃÃes foram plenamente integradas.

The goal of the Master´s thesis is to map the actual situation of transformation of power energy sector to smart grid, find answers to some of the major questions concerning the implementation of smart metering systems, evaluate societal and economic costs and benefits, evaluate trends in legislation, compare the situation in Slovakia with other peer countries from the European Union, and create a follow-up recommendations for Slovakia based on this assessment. The thesis includes detailed critical analysis of the CBA, originally created for Slovakia, using benchmarking with countries with a different calculation approach. The used methodology in this work is a research of available resources, qualitative research of case studies, break-down of the CBA, and expert research through interviewing. The outcome is evaluation of economic and societal contributions of smart metering systems and mapping the process and state of the implementation.

[EN] The electric power industry is being shaken by a new idea that is taking shape: smart grids. Three aspects are considered keys to reach smart grids: a) The structure of the network must meet the smart grid concept, i.e. it must be resistant to failures, e.g. causing the automatic separation of any broken element without affecting the operation of the other components; it must be flexible to allow the connection or disconnection of loads and distributed generators, it must maintain efficient operation under various load conditions, and so on. b) The network should open the possibilities of participation of large and small generators as well as users, enabling new business opportunities and active participation, so that "intelligent" generation or consumption may benefit. c) All participants must have easy access to the information needed to choose the best operating strategy in each case. In regard to the first condition (a) there are significant challenges to solve: network automation, optimal design, development of new protection and control equipment, etc. It will be necessary to develop equipment adapted to new problems and new needs that will be generated in these networks. Those items of equipment should be standardised, it will be necessary to define tests to take into account issues that currently are not usually needed, such as the presence of disturbances in voltage, or others. In this sense, marginally though, the research team in which the author works has collaborated with a laboratory for electrical testing, the Flex Power Grid Lab Research Infrastructure DNV KEMA in the Netherlands, in the definition and implementation of some tests, as described in Chapter 3. Smart grids. In the second aspect (b), deep social changes are needed and, above all, regulation changes are crucial. In any case, the first step is to know how the consumption of loads is, how can demand be modified, how can small generation (mainly renewable) and energy storage influence generation, and so on. Having accurate models that provide this information is a key factor for network agents to establish their best strategies. This dissertation discusses many aspects of energy demand and the problem of controlling several resources and agents in the system operation is addressed and Chapter 3. Smart grids shows the management and control software (in which the author has collaborated during the design and development stages) of a small smart grid that exists in LabDER laboratory at UPV, where various resources are integrated according to the needs of demand, energy prices, and so on. In the third condition (c) there are also major challenges to be solved, such as mass information management and the increasing volume of data traffic that it can involve. This dissertation proposes several algorithms to facilitate treatment of the available data to optimise the management of the resources in a smart grid or to make decisions about the participation in demand response programs, as shown in Chapter 8. Energy Management Systems for Smart Customers. / [ES] La industria eléctrica de potencia está siendo sacudida por una idea que va tomando forma: las smart grids. Tres aspectos pueden considerarse claves para llegar a las smart grids: a) La estructura de la red debe responder al concepto de red inteligente, es decir, ser resistente a fallos, por ejemplo provocando la separación automática de cualquier elemento averiado sin afectar al funcionamiento del resto de la red; ser flexible para permitir la conexión o desconexión de cargas y generadores distribuidos, mantener un funcionamiento eficiente bajo diversos estados de carga, etc. b) La red debe abrir las posibilidades de participación de grandes y pequeños generadores así como de los usuarios, permitiendo nuevas posibilidades de negocio y de participación activa, de manera que la generación o el consumo "inteligentes" se vean beneficiados. c) Todos los participantes deben tener acceso fácil a la información necesaria para poder elegir la mejor estrategia de funcionamiento en cada caso. En lo que respecta a la primera condición (a) hay importantes retos por resolver: automatización de la red, diseño óptimo, desarrollo de nuevas protecciones y equipos de control, etc. Será necesario desarrollar equipos adaptados a los nuevos problemas y nuevas necesidades que se generarán en estas redes. Esos equipos deberán ser normalizados, para lo cual será necesario definir ensayos que tengan en cuenta aspectos que actualmente no suelen ser necesarios, como la presencia de perturbaciones en la tensión, u otros. En este sentido, aunque de forma marginal, se ha colaborado con un laboratorio para ensayos eléctricos, la Flex Power Grid Lab Research Infrastructure del DNV KEMA en los Países Bajos, en la definición y realización de algunos ensayos, como se indica en el Capítulo 3. Smart grids. En el aspecto segundo (b), son necesarios profundos cambios sociales y, sobre todo, legislativos. En cualquier caso, el primer paso consiste en saber cómo es el consumo de los receptores, de qué manera puede variarse la demanda, qué influencia puede tener la pequeña generación (renovable principalmente) y el almacenamiento de energía, etc. Disponer de modelos precisos que proporcionen esta información es clave para que los actores de la red puedan establecer sus mejores estrategias. En la tesis se analizan muchos aspectos relacionados con la demanda de energía y se aborda el problema del control de la participación de diversos recursos y diversos agentes en el funcionamiento del sistema y en el Capítulo 3. Smart grids se muestra el software de gestión y control (en cuyo diseño y desarrollo se ha colaborado) de una pequeña smart grid que existe en el laboratorio LabDER de la UPV, donde se integran diversos recursos en función de las necesidades de la demanda, los precios de la energía, etc. En la tercera condición (c) hay, también, grandes retos por resolver, como la gestión masiva de información y el incremento en el volumen de tránsito de datos que puede representar. En la tesis se proponen diferentes algoritmos para facilitar el tratamiento de los datos disponibles a la hora de optimizar la gestión de los recursos de una smart grid o tomar decisiones de cara a participar en programas de respuesta de la demanda, tal como puede verse en el Capítulo 8. Sistemas de Gestión Energética para Smart Customers. / [CAT] La indústria elèctrica de potència està sent sacsada per una idea que va prenent forma: les smart grids. Tres aspectes poden considerar-se claus per a arribar a les smart grids: a) L'estructura de la xarxa ha de respondre al concepte de xarxa intel·ligent, és a dir, ser resistent a fallades, per exemple amb la separació automàtica de qualsevol element avariat sense afectar el funcionament de la resta de la xarxa; ser flexible per a permetre la connexió o desconnexió de càrregues i generadors distribuïts; mantindre un funcionament eficient davall diversos estats de càrrega, etc. b) La xarxa ha d'obrir les possibilitats de participació de grans i xicotets generadors així com dels usuaris. Així, ha de permetre noves possibilitats de negoci i de participació activa, de manera que la generació o el consum "intel·ligents" es vegen beneficiats. c) Tots els participants han de tindre accés fàcil a la informació necessària per a poder triar la millor estratègia de funcionament en cada cas. Pel que fa a la primera condició (a) hi ha importants reptes per resoldre: automatització de la xarxa, disseny òptim, desenrotllament de noves proteccions i equips de control, etc. Serà necessari desenrotllar equips adaptats als nous problemes i noves necessitats que es generaran en aquestes xarxes. Aqueixos equips hauran de ser normalitzats, per a la qual cosa serà necessari definir assajos que tinguen en compte aspectes que actualment no solen ser necessaris, com la presència de pertorbacions en la tensió, o altres. En aquest sentit, encara que de forma marginal, s'ha col·laborat amb un laboratori per a assajos elèctrics, la Flex Power Grid Lab Research Infrastructure del DNV KEMA en els Països Baixos, en la definició i realització d'alguns assajos, com s'indica en el Capítol 3. Smart grids. En l'aspecte segon (b), són necessaris profunds canvis socials i, sobretot, legislatius. En qualsevol cas, el primer pas consisteix a saber com és el consum dels receptors, de quina manera pot variar-se la demanda, quina influència pot tindre la xicoteta generació (renovable principalment) i l'emmagatzemament d'energia, etc. Disposar de models precisos que proporcionen aquesta informació és clau perquè els actors de la xarxa puguen establir les seues millors estratègies. En la tesi s'analitzen molts aspectes relacionats amb la demanda d'energia i s'aborda el problema del control de la participació de diversos recursos i diversos agents en el funcionament del sistema i en el Capítol 3. Smart grids es mostra el programari de gestió i control (en el disseny i desenrotllament del qual s'ha col·laborat) d'una xicoteta smart grid que existeix en el laboratori LabDER de la UPV, on s'integren diversos recursos en funció de les necessitats de la demanda, els preus de l'energia, etc. En la tercera condició (c) hi ha, també, grans reptes per resoldre, com ara la gestió massiva d'informació i l'increment en el volum de trànsit de dades que pot representar. En la tesi es proposen diferents algoritmes per a facilitar el tractament de les dades disponibles a l'hora d'optimitzar la gestió dels recursos d'una smart grid o prendre decisions de cara a participar en programes de resposta de la demanda, tal com pot veure's en el Capítol 8. Sistemes de Gestió Energètica per a Smart Customers. / Roldán Blay, C. (2016). Avances en Verificación y Medida de la Respuesta de la Demanda y Aplicación a su integración en Smart Grids [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61302 / TESIS

The doctoral thesis proposes a synchronization event detection method suitable for establishing a common time base across devices using power-line communication. The technique facilitates the creation of a synchronization procedure for smart grid terminal devices, thus bringing to the low-voltage segment new functionalities already known from the higher voltage levels of the distribution network. High-precision, zero-cross line voltage detection was employed as the synchronization event. The use of the PLL (phase-locked loop) was considered and analyzed as a potentially applicable option; however, such a solution proved to be insufficiently robust against interference. Further, an FFT-based approach was designed and reviewed. The technique performs zero-cross detection, but only for the fundamental harmonic component that remains the same across the entire network. The influence of incoherent sampling on the FFT, too, was tested during the development of the method; in this context, coherent sampling was found to constitute an essential prerequisite for accurate detection as it allows us to eliminate the spectral leakage error. The impact of an AD converter on the detection accuracy was also evaluated. The proposed approach ensures the accuracy required for all common measurements and operations to improve the production, distribution, and consumption of electricity through smart grids.

Electric grid as we now it has been without significant change for a long time. Along with the human population grows demand for electricity, which leads to need to create more energy. Bigger interest is in ecology and use of renewable sources, although these do not have constant output which often stresses the grid. These problems are to be solved by smart grids. Smart grids are capable of adjusting energy generation to immediate demand including renewable sources to compensate energy fluctuations in grid. They provide demand response and other applications interesting for end users. Smart grids are combination of achievements in energy, informatics and communication technology. Communication, which is key part of smart grids, has to met certain requirements and can be executed by various technologies. There are described various communication technologies and a design concept of data communication in this paper.

El objetivo de la Tesis es mostrar, a partir de un balance energético dimensionable y contrastable, la viabilidad de un sistema de recarga de baterías de tracción de Vehículos Eléctricos de manera simultánea a la producción dentro de la llamada “ventana fotovoltaica”, como garantía de que la electricidad producida para la movilidad eléctrica no dependa de los combustibles fósiles que están inevitablemente presentes en el “share” energético global para, de esta manera, reducir el nivel de emisiones de CO2 a la atmósfera por parte del sector del transporte. Y el intercambio de baterías es presentado como la alternativa para resolver el problema de la simultaneidad entre la producción fotovoltaica y la utilización del vehículo, y para vencer la barrera del tiempo de recarga. Si el vehículo eléctrico está llamado a ser el sustituto natural del convencional y las energías renovables están llamadas a ser las sustitutas naturales de las convencionales, es necesario comprobar la viabilidad del binomio “Vehículo Eléctrico - Energías Renovables” y el desarrollo conjunto de ambas. Siendo una realidad que el Vehículo Eléctrico ya es un producto al alcance del gran público, no es menos cierto que el grado de penetración del mismo está teniendo lugar a un nivel infinitamente inferior al esperado, en parte como consecuencia del elevado coste del VE y la situación económica global, en parte porque la usabilidad del VE y el vehículo convencional no es la misma al no disponer el VE de autonomía, tiempo de recarga e infraestructura de recarga comparables a su homólogo convencional, y en parte como consecuencia del mantenimiento del status-quo existente entre los fabricantes de vehículos y las empresas suministradoras de combustibles fósiles que intentan frenar lo máximo posible el proceso de electrificación del sector de transporte. Por otro lado, es también una realidad el drástico descenso en los costes de los equipos de producción de electricidad fotovoltaica en los últimos años, sobre todo los paneles solares y los onduladores DC-AC, de forma que cada Watio instalado viene a costar, en promedio, 5 veces menos que en 2007 y las instalaciones son rentables por sí mismas sin necesidad de mecanismos de subvención externos. Todo ello ha facilitado que a día de hoy dispongamos de un escenario de Balance Neto (Autoconsumo con intercambio con la red) viable que ha abierto la puerta a las Smart Grids en las cuales el punto de recarga del Vehículo Eléctrico es sin duda uno de los protagonistas del escenario futuro. Y puesto que tanto las instalaciones fotovoltaicas a pequeña escala como el vehículo eléctrico son 2 campos emergentes con mucho desarrollo todavía por delante, el autor ha querido relacionar ambos a nivel dimensional y justificar que el futuro crecimiento conjunto de ambos puede contribuir enormemente a la reducción progresiva de la emisión de gases contaminantes a la atmósfera por parte del sector del transporte.