Techno-economic optimisation of the mix of power system flexibility solutions

par Thomas Heggarty

Thèse de doctorat en Energétique et génie des procédés

Sous la direction de Georges Kariniotakis et de Robin Girard.

Le président du jury était Keith Bell.

Le jury était composé de Georges Kariniotakis, Robin Girard, Sara Lumbreras, Paul Deane, Damian Flynn, Goran Strbac.

Les rapporteurs étaient Keith Bell, Magnus Korpas.

  • Titre traduit

    Optimisation technico-économique du mix de flexibilité d'un système électrique


  • Résumé

    Dans le cadre de nos efforts pour atténuer le changement climatique, la production d'électricité à partir de combustibles fossiles est progressivement remplacée par des technologies bas carbone, principalement l'éolien et le solaire. Ce changement mène à une augmentation du besoin de flexibilité du système électrique, tout en retirant les leviers qui permettaient historiquement de la fournir. Une question clé est donc celle de la combinaison optimale de leviers de flexibilité capable d’assurer le bon fonctionnement d’un système à forte pénétration d’énergies renouvelables. Dans cette thèse, nous proposons de nouveaux indicateurs quantifiant différentes facettes de la flexibilité, améliorant notre compréhension et notre capacité à communiquer des recommandations à un public large. Nous nous concentrons ensuite sur l’amélioration de la prise en compte de la flexibilité dans la planification du système électrique, notamment à travers le couplage bidirectionnel de deux types d’outils, le modèle d’expansion de capacité OSeMOSYS et l’outil de simulation du dispatch Antares.


  • Résumé

    In our attempt to mitigate climate change, fossil fuel based power generation is gradually being replaced by low-carbon technologies, primarily wind and solar. This is simultaneously increasing the need for power system flexibility and removing our historically dominant way of providing it. A key question to be addressed is hence that of the optimal combination of flexibility solutions able to operate a power system with high penetrations of variable renewables. In this PhD, we propose new metrics quantifying different facets of flexibility, improving our understanding and ability to communicate policy recommendations to wider audiences. We then concentrate on the improvement of the representation of flexibility in power system planning, through the bi-directional soft-linking of two different model types, the capacity expansion model OSeMOSYS and the production cost model Antares.


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