Distributed Energy Management in a Network of Prosumers with Thermal Loads Participating in Demand Response Programs

Face à la demande croissante d'énergie et aux préoccupations liées au réchauffement climatique, les réseaux électriques, en particulier les réseaux intelligents, s'orientent depuis peu vers l'utilisation de micro-réseaux (MG) intégrant des ressources énergétiques renouvelables (RESs). Le réseau de micro-réseaux (N-MGs) est un concept nouvellement développé qui vise à contribuer au programme de réponse à la demande et à réduire les coûts d'exploitation des MGs tout en répondant à la demande énergétique. La gestion de l'énergie en présence du caractère intermittent des sources d'énergie renouvelable des sources d'énergie renouvelables, la préservation de la confidentialité des MGs données et la fiabilité du réseau sont quelques-uns des défis auxquels les N-MGs sont confrontés. Compte tenu des défis cités ci-dessus, cette thèse aborde ces aspects dans un contexte hiérarchique et pair-à- pair, tout en l'appliquant à différents secteurs.. En raison de leur économies d'énergies et de leur contribution aux programmes de réponse à la demande, ce travail se concentre principalement sur les réseaux de bâtiment intelligents et des serres agricoles intégrés avec des des microréseaux. Cependant, les méthodes proposées peuvent être généralisées à tous les types des MGs. Dans la première contribution (Chapitre 4), cette thèse aborde le problème de la gestion de l'énergie dans les bâtiments résidentiels intégrant des ressources énergétiques distribuées et des véhicules électriques. Ce chapitre modélise d'abord un bâtiment résidentiel à logements multiples combinant des panneaux photovoltaïques installés sur le toit et des véhicules électriques. Ensuite, il reformule le problème de gestion de l'énergie en un problème d'optimisation du contrôle prédictif, en tenant compte des contraintes du bâtiment et des véhicules électriques et du confort des occupants. La seconde contribution (Chapitre 5) aborde le comportement stochastique des sources d'énergie renouvelables dans les réseaux à micro-réseaux selon une architecture pair-enpair et hiérarchique. Ce chapitre propose d'abord une approche distribuée pour résoudre l'optimisation stochastique avec une distribution connue. Il formule ensuite le problème de gestion de l'énergie du réseau sous la forme d'une optimisation stochastique en deux étapes. Dans la première étape, l'objectif est de trouver les valeurs optimales des températures intérieures. Dans la deuxième étape, le but est de minimiser la puissance achetée sur le réseau principal en présence de comportements stochastiques des ressources énergétiques renouvelables. La troisième contribution (Chapitre 6), on considère le problème du contrôle énergétique distribué dans un réseau hiérarchique de serres agricoles. Chaque serre possède plusieurs soussystèmes qui contrôlent les conditions climatiques intérieures pour la croissance des plantes, ce qui rend le contrôle des serres plus complexe que celui des bâtiments. Pour contribuer aux programmes effacement de la demande, la coordination des serres est essentielle. Ce chapitre présente une méthode distribuée dans laquelle l'agrégateur, entité représentant ce réseau sur le marché, coordonne les serres agricoles et gère des ressources partagées. Dans cette méthode, différentes stratégies d'économie d'énergie linéaires et non linéaires telles que l'écrêtage et le déplacement de la charge sont utilisées pour améliorer les performances du réseau. Enfin, les simulations réalisées dans chapitres valident, les performances des approches proposées, qui, en raison de leur vitesse de convergence et de leurs réponses rapides, peuvent être utilisées dans des applications pratiques en temps réel.