Definition of a Functional Architecture for DERMS

Abstract

La creciente penetración de los Recursos Energéticos Distribuidos (DERs, por sus siglas en inglés) está transformando la red eléctrica de un modelo centralizado a una red de distribución descentralizada, activa y dinámica. Este cambio presenta nuevos desafíos, como flujos de potencia inversos, sobrecargas en los alimentadores y fluctuaciones de voltaje, que las herramientas tradicionales no pueden gestionar de manera efectiva. Los Sistemas de Gestión de Recursos Energéticos Distribuidos (DERMS) han surgido como una solución prometedora para la supervisión, control y optimización de los DERs, aunque el concepto sigue siendo novedoso y aún carece de una definición universalmente aceptada y funcionalidades estandarizadas. Los enfoques actuales hacia los DERMS suelen dividirse en sistemas centralizados (Utility) para los recursos front-of-the-meter (FTM) y sistemas descentralizados (Aggregator) para las carteras de DERs behind-the-meter (BTM). Existe un consenso creciente sobre la necesidad de una solución integrada que unifique estos niveles. Este trabajo desarrolla una arquitectura funcional unificada y completa para los DERMS, diseñada para ser modular y adaptable, acomodándose a las necesidades de diversos actores, en una variedad de casos de uso, diferentes marcos regulatorios y estructuras de mercado. Validada a través de varios casos de estudio y una evaluación de los intereses de la industria, la arquitectura propuesta demuestra el potencial de una solución DERMS completa, modular y versátil, capaz de gestionar eficazmente tanto los recursos FTM como BTM, adaptándose a múltiples requisitos operativos e integrándose con los sistemas de gestión existentes.

The increasing penetration of Distributed Energy Resources (DERs) is transforming the electricity grid from a centralized model to a decentralized, active, and dynamic distribution network. This shift presents new challenges like reverse power flows, feeder overloads, and voltage fluctuations, which traditional tools cannot manage effectively. Distributed Energy Resource Management Systems (DERMS) have emerged as a promising solution for the monitoring, control, and optimization of DERs, although the concept remains novel and still lacks a universally accepted definition and standardized functionalities. Current approaches to DERMS are typically divided into centralized (Utility) systems for front-of-the-meter (FTM) resources and decentralized (Aggregator) systems for behind-the-meter (BTM) DER portfolios. There is a growing consensus on the need for an integrated solution that unifies these levels. This work develops a unified, comprehensive functional architecture for DERMS, designed to be modular and adaptable, accommodating the needs of various stakeholders, in variety of use cases, different regulatory frameworks, and market structures. Validated through several case studies and an assessment of industry interests, the proposed architecture demonstrates the potential for a comprehensive, modular, and versatile DERMS solution capable of effectively managing both FTM and BTM resources, adapting to multiple operational requirements, integrating with existing management systems.