Vehicle-to-grid and flexibility for electricity systems : from technical solutions to design of business models

par Olivier Borne

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Marc Petit et de Yannick Perez.

Le président du jury était Eric Labouré.

Le jury était composé de Marc Petit, Yannick Perez, Pablo Frías Marín, Seddik Bacha, Willett Kempton.

Les rapporteurs étaient Pablo Frías Marín, Seddik Bacha.

  • Titre traduit

    Vehicle-To-Grid et Flexibilité pour les Réseaux d'Electricité : de la solution technique à la construction de business model


  • Résumé

    Les ventes de Véhicules Electriques ont été en constante augmentation ces dix dernières années, stimulées par l’adoption de politique publique favorisant la décarbonation du secteur automobile. Dans un contexte d’accroissement des énergies renouvelables dans le mix énergétique, entraînant des besoins plus important en flexibilité, la diffusion massive des véhicules électriques pourrait constituer une nouvelle source de contrainte pour les gestionnaire de réseaux d'électricité si la recharge n’est pas gérée de manière intelligente.La gestion de la recharge des flottes de Véhicules Electriques peut aussi constituer une opportunité pour apporter cette flexibilité, en particulier si les véhicules sont équipés de chargeurs bidirectionnels, capables de réinjecter de l’électricité dans le système pour équilibrer les réseaux.La recherche s’est principalement intéressée à la conception d’algorithmes permettant cette recharge « intelligente », qui prennent en compte les besoins en mobilité des utilisateurs, tout en fournissant différents services de flexibilité.Cette thèse s’attache à aller au-delà de l’aspect algorithmique, en balayant l’ensemble des aspects qui permettraient d’aboutir à un modèle d’affaire viable, et en se focalisant sur la fourniture d’un type de service : la réserve primaire (Frequency Containment Reserve), qui constitue le service identifié comme ayant la plus forte valeur pour des flottes de Véhicules équipés de chargeurs bidirectionnels.


  • Résumé

    Transport industry being one the first CO2 emitters, there is an urgent need to decarbonize this sector, which could be achieved by the conjunction of the electrification of the vehicles and decarbonization of the electricity generation mix. In conjunction with increasing flexibility needs to support the introduction of Renewable Energy Sources, the development of Electric Vehicles could add new constraints for System Operators if charging process is not managed in a smart way.However, considering mobility requirements, there is a flexibility in the charging pattern of the vehicles, which could be used to offer flexibility services to System Operators, using smart-charging algorithms. Moreover, this flexibility could increase with the possibility to have reverse flow from the battery to the grid.Research focused mainly, during last years, on the design of algorithms to provide services with electric vehicles, taking into account mobility needs of users. In this thesis, we try to go beyond this design of algorithms, going through the different steps to elaborate a viable business model. We focus on the provision of one service – Frequency Containment Reserve – identified as the most valuable for Electric Vehicles equipped with bidirectional chargers.


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