Gestion optimisée d'un modèle d'agrégation de flexibilités diffuses

Optimized management of a distributed demand response aggregation model

• Auteur / Autrice : Thomas Prelle
• Direction : Christelle Guéret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et applications
• Date : Soutenance le 22/09/2014
• Etablissement(s) : Nantes, Ecole des Mines
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences et Technologies de l'Information et Mathématiques
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Communications et en Cybernétique de Nantes / IRCCyN - Institut de Recherche en Communications et en Cybernétique de Nantes / IRCCyN
• Jury : Président / Présidente : Bernard Bourges
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Feillet, Kengy Barty
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Gendreau, Damien Ernst

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recherche linéaire (optimisation mathématique)

Offre et demande

Énergies renouvelables

Réseaux électriques (énergie)

Mots clés libres

Smart Grid

Pilotage de charge

Centrale virtuelle

Equilibre offre-demande

Effacement de la consommation

Intégration des énergies renouvelables

Optimisation

Recherche opérationnelle

Programmation linéaire en nombres entiers

Programmation dynamique

Programmation par contraintes

Smart Grids

Demand response

Supply-demand balance

Load Management

Renewable energies integration

Optimization

Operational research

Mixed integer linear programming

Dynamic programming

Constraint programming

Résumé

Le souhait d’augmenter la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique entraine une augmentation des parts des énergies volatiles et non pilotables, et rend donc l’équilibre offre-demande difficile à satisfaire. Une façon d’intégrer ces énergies dans le réseau électrique actuel est d’utiliser de petits moyens de production, de consommation et de stockage répartis sur tout le territoire pour compenser les sous ou sur productions. Afin que ces procédés puissent être intégrés dans le processus d’équilibre offre-demande, ils sont regroupés au sein d’une centrale virtuelle d’agrégation de flexibilité, qui est vue alors comme une centrale virtuelle. Comme pour tout autre moyen de production du réseau, il est nécessaire de déterminer son plan de production. Nous proposons dans un premier temps dans cette thèse une architecture et un mode de gestion pour une centrale d’agrégation composée de n’importe quel type de procédés. Dans un second temps, nous présentons des algorithmes permettant de calculer le plan de production des différents types de procédés respectant toutes leurs contraintes de fonctionnement. Et enfin, nous proposons des approches pour calculer le plan de production de la centrale d’agrégation dans le but de maximiser son gain financier en respectant les contraintes réseau.

The desire to increase the share of renewable energies in the energy mix leads to an increase inshare of volatile and non-controllable energy and makes it difficult to meet the supply-demand balance. A solution to manage anyway theses energies in the current electrical grid is to deploy new energy storage and demand response systems across the country to counter balance under or over production. In order to integrate all these energies systems to the supply and demand balance process, there are gathered together within a virtual flexibility aggregation power plant which is then seen as a virtual power plant. As for any other power plant, it is necessary to compute its production plan. Firstly, we propose in this PhD thesis an architecture and management method for an aggregation power plant composed of any type of energies systems. Then, we propose algorithms to compute the production plan of any types of energy systems satisfying all theirs constraints. Finally, we propose an approach to compute the production plan of the aggregation power plant in order to maximize its financial profit while complying with all the constraints of the grid.