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Energy management strategies applied to photovoltaic-based residential microgrids for flexibility services purposes
Le développement des énergies renouvelables, de la consommation résidentielle ainsi que les politiques liées à la transition énergétique réclament de nouvelles techniques de gestion de l énergie afin de gérer les problèmes d incertitudes et de fournir des services réseaux compétitifs. Cette thèse se...
| Auteurs principaux : | , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | anglais |
| Titre complet : | Energy management strategies applied to photovoltaic-based residential microgrids for flexibility services purposes / Rémy Vincent; sous la direction de Mourad Aït-Ahmed et de Mohamed Fouad Benkhoris et de Azeddine Houari |
| Publié : |
2020 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
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| Note sur l'URL : | Accès au texte intégral |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Génie électrique : Nantes : 2020 |
| Sujets : |
| Résumé : | Le développement des énergies renouvelables, de la consommation résidentielle ainsi que les politiques liées à la transition énergétique réclament de nouvelles techniques de gestion de l énergie afin de gérer les problèmes d incertitudes et de fournir des services réseaux compétitifs. Cette thèse se focalise sur des services de flexibilité appliqués au micro réseaux résidentiels. Le dimensionnement (mono/multiobjectif) optimise la production solaire et la taille de la batterie en tenant compte du coût, du confort utilisateur, de la pénétration des énergies renouvelables et de la réglementation. L approche de gestion n°1 compare des fenêtres de 24 et 48h pour l arbitrage d énergie et évalue les possibilités supplémentaires de celle de 48h. L approche n°2 se focalise sur le respect des injections d énergie sur le réseau au sein d un contrat de marché avec un agrégateur. Un nouveau modèle auto régressif de prévision d ensoleillement à court terme adapté aux conditions péninsulaires est proposé puis comparé au modèle de référence. Les résultats du dimensionnement montrent que la méthode proposée génère des économies substantielles pour les ménages. Néanmoins, le prix des batteries rend actuellement l îlotage non viable économiquement. Les stratégies de gestion proposées sont également plus profitables que leurs références respectives. Les stratégies présentées permettent un fonctionnement compétitif et capable d atténuer les déséquilibres entre l offre et la demande. L association de l énergie renouvelable et des capacités des micro réseaux pour les citoyens est une excellente opportunité d obtenir une énergie plus propre, plus fiable et abordable. The rising share of renewable sources, residential consumers as well as novel energy transition policies call for new energy management strategies to deal with renewable energy sources uncertainty issues and to provide cost-competitive flexibility services. This thesis focuses on flexibility related usecases applied to residential microgrids. Presented sizing approach uses both mono and multiobjective particle swarm optimization to optimize both solar generation and storage taking into account cost competitiveness, user comfort and renewable energy penetration while respecting local regulations. First energy management approach compares 24 and 48h time-horizons for energy arbitrage and assess extended possibilities provided by a wider horizon. Second energy arbitrage approach focuses on energy injection accuracy in a bid-based market context. A novel auto-regressive short term solar irradiation forecast method suitable for peninsular weather is proposed and compared with a reference method. Regarding the sizing optimization, results showed that proposed optimization can generate bill savings for households. Nevertheless, due to current storage cost, off-grid operation is still an unreliable option regarding cost-competitiveness. Both presented energy management strategies showed profitability gains compared to their respective reference. To conclude, strategies showed costcompetitive operation and ability to mitigate supply and demand imbalances. Association of renewable energy and microgrids abilities for communities is an excellent opportunity for cleaner, more reliable and cheaper energy. |
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| Variantes de titre : | Stratégies de gestion d énergie appliqués aux microréseaux résidentiels orientés afin de fournir des services de flexibilité |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) Partenaire(s) de recherche : Institut de Recherche en Énergie Électrique de Nantes-Atlantique (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Josep M. Guerrero (Président du jury) ; Corinne Alonso, Manuela Sechilariu (Rapporteur(s)) |
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