Mean Field Game-Based Control of Dispersed Energy Storage Devices with Constrained Inputs

Avec plus de production d'énergie renouvelable (éoliennes, panneaux solaires) connectés au réseau électrique, il devient important d'équilibrer la charge et la production alors que la variabilité est un problème pour les ressources renouvelables. On a étudié les dispositifs de stockage d'énergie, en particulier ceux qui sont naturellement présents au réseau électrique (tels que les chauffe-eau électriques, les chauffages électriques, etc. dans les ménages) pourraient devenir des sources potentielles pour atténuer ce problème de variabilité. Afin de minimiser le besoin de communication et les efforts de calcul, un mécanisme de contrôle décentralisé est développé dans cette recherche pour contrôler la trajectoire de champ moyen d'une grande population de chauffages électriques pour suivre (ou atteindre) une cible de température. Le contrôle optimal pour chaque chauffage ou joueur est localement calculé et respecte certaines contraintes. Le problème de contrôle est formulé comme un problème de commande linéaire quadratique (LQ) avec des entrées contraintes dans la théorie du jeu de champ moyen, en anglais, Mean Field Game (MFG). Le mécanisme de contrôle décentralisé est développé à partir de la solution d'équilibre du modèle, cette dernière est obtenue lorsque chaque joueur individuel choisit la meilleure réponse au champ moyen basé sur l'état global de la population. En choisissant les stratégies optimales, tous les joueurs reproduisissent collectivement le champ moyen de la population. En ce sens, la solution d'équilibre est un point fixe du système. Dans une configuration de MFG, les joueurs sont faiblement couplés, ce qui signifie qu'un joueur a une influence négligeable sur le système global tandis que le comportement de la population entière a un effet significatif sur chaque joueur individuel.