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PERSEE - Gestion décentralisée du réseau électrique de distribution

PERSEE - Gestion décentralisée du réseau électrique de distribution

PERSEE - Electric distribution network decentralized management

Proposition de thèse

Spécialité

Energétique et procédés

Ecole doctorale

Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique

Directeur de thèse

KARINIOTAKIS Georges

Co-directeur de thèse

MICHIORRI Andrea

Unité de recherche

Energétique et Procédés

Contact
Date de validité

01/10/2019

Site Web
Mots-clés

Systèmes électriques intelligents, Energies renouvelables, Incertitude, Optimisation

Smartgrids, Renewable energies, Uncertainty, Optimisation

Résumé

CONTEXTE ET ENJEUX :
Une des caractéristiques des systèmes électriques est la difficulté d’imposer des contrats entre vendeurs et acheteurs d’électricité, créant une série d’externalités traditionnellement résolues avec des conceptions de marché centralisées et une réglementation stricte. Les conséquences négatives de cette situation comprennent: (i) l’incertitude dans la planification et la programmation, (ii) une très faible élasticité de la demande d’électricité par rapport au prix, et (iii) le manque d’incitations claires pour les consommateurs. Des développements récents dans les domaines de l’intelligence artificielle et des transactions bilatérales ouvrent la voie à la possible mise en place de systèmes plus complexes de passation de contrats bilatéraux entre utilisateurs, qui pourraient permettre de surmonter en partie les conséquences négatives susmentionnées. Ce travail se déroule à l’intérieur du projet de recherche P2P-SG en coopération avec MINES de St Etienne, Grenoble-Alpes, Techsol et l’Université de Luxembourg.

OBJECTIFS SCIENTIFIQUES :
Cette recherche vise à étudier le problème de la gestion décentralisée du réseau du point de vue de l’opérateur de réseau et surtout du point de vue des utilisateurs. Il est nécessaire de développer une méthodologie pour permettre et gérer la participation des consommateurs/producteurs dans plusieurs marchés (day ahead, intraday, mais aussi services système et un marché locale de l’énergie) pour permette de valoriser leurs flexibilité et d’augmenter l’élasticité de la demande. Cela devra être proposé dans un cadre le plus proche possible du système électrique actuel.

METHODOLOGIE :
Concernant l’opérateur de réseau il sera conçu et testé un modèle de marché local d’énergie et puissance tenant en compte les contraintes réseau. Ce modèle, basé sur un clearing centralisé, utilisera aussi des prévisions probabilistes de violation des contraintes en tension et courant. Concernant les consommateurs/producteurs, il sera conçu et testé un modèle de gestion automatique des actions du client, chargé de proposer dans le marché des offres d’énergie/prix et puissance/prix. Ces offres devront tenir compte des prévisions probabilistes de consommation/production individuelles et le comportement stratégique du client en termes de risque.

RESULTATS ATTENDUS :
Deux résultats principaux sont attendus dans cette thèse: 1) un modèle de gestion de la flexibilité d’un consommateur/producteur permettant sa participation a plusieurs marchés et 2) une méthodologie de gestion du réseau de distribution capable d’exploiter et de valoriser les flexibilités locales.

BACKGROUND :
One of the characteristics of the electric power system is the difficulty of imposing contracts between sellers and buyers, creating a series of externalities traditionally resolved with centralized market designs and strict regulation. The negative consequences of this situation include: (i) uncertainty in planning and programming, (ii) a very low elasticity of electricity demand in relation to price, and (iii) the lack of clear incentives for consumers. Recent developments in the fields of artificial intelligence and in bilateral transactions are paving the way for the possible introduction of more complex bilateral counterpart systems between users, which could partially overcome the aforementioned negative consequences. This work takes place within the framework of the P2P-SG research project in cooperation with MINES de St Etienne, the University of Grenoble-Alpes, Techsol and the University of Luxembourg.

SCIENTIFIC OBJECTIVES :
This research aims at studying the problem of power system the decentralized management from the network operator and especially from the usersÂ’ perspective. It is necessary to develop a methodology to enable and manage the participation of prosumers in several markets (day ahead, intraday, but also system services and a local energy market) in order to enhance their flexibility and to increase demand elasticity. This should be proposed in a framework as close as possible to that of the current electrical system.

METHODOLOGY :
Regarding the network operator, it will be designed and tested a local energy and power market model taking into account network constraints. This model, based on centralized clearing, will also use probabilistic forecasts of voltage and thermal constraints violation. Concerning the prosumers, it will be designed and tested a model for the automatic management of its actions, charged to propose in the markets bids in terms of energy and power and taking care of their dispatch. These offers should take into account probabilistic forecasts of individual consumption and production and the strategic behavior of the client in terms of risk.

EXPECTED RESULTS :
Two main results are expected from this thesis: 1) a model of management of the flexibility of a consumer / producer allowing his participation in several markets and 2) a management methodology of the distribution network able to exploit and value local flexibilities


Contexte

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Encadrement

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Profil candidat

Profil type pour une thèse à MINES ParisTech: Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais. Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d’innovation et de communication. Qualités d’adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.
Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) : Le profil recherché doit associer des compétences en génie électrique et en mathematique appliquee. Une bonne connaissance de languages de programmation comme Matlab, Python ou R est nécessaire. Le candidat devra être motivé par le travail d’équipe.

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Pour postuler : Envoyer un CV et une lettre de motivation via le formulaire « https://forms.gle/sqZrXP7vQMv8mrGa8 ». Pour plus d’information, merci de contacter andrea.michiorri@mines-paristech.fr ET georges.kariniotakis@mines-paristech.fr avec en objet le code « THESIS P2P-SG 2019 »

Typical profile for a thesis at MINES ParisTech: Engineer and / or Master of Science - Good level of general and scientific culture. Good level of knowledge of French and English. Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Teaching skills. Motivation for research activity. Coherent professional project.
Prerequisite (specific skills for this thesis): The desired profile should have a background in electrical (power systems) engineering. Skills in applied mathematics (eg optimization) and computer programming (eg MATLAB) are required. The candidate must be motivated to work in a team.

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To apply : Send a CV and a cover letter via the form 'https://forms.gle/sqZrXP7vQMv8mrGa8'. For more information, please contact andrea.michiorri@mines-paristech.fr AND georges.kariniotakis@mines-paristech.fr with the subject code 'THESIS P2P-SG 2019'

Références

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Type financement

Contrat de recherche

Partenariat/contrat

ANR Projetc P2P-SG

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