Gestion de stockage d'energie thermique d'un parc de chauffe-eaux par une commande a champ moyen
Notice bibliographique
Résumé
RESUME Dans un contexte actuel de transition energetique, le smartgrid et la gestion de la charge electrique sont des champs de recherche de plus en plus actifs. Le projet smartDESC dans lequel ce memoire s’inscrit, s’interesse plus specifiquement au controle d’appareils electromenagers chauffant (chauffe-eau, chauffe-espace) permettant de moduler la charge domestique. Ainsi, en utilisant la theorie des jeux a champ moyen, le projet smartDESC veut convertir les chauffe-eaux (et eventuellement les chauffe-espace) en des reservoirs d’energie intelligents. Pour ce faire, un ensemble de a ete developpe. Certains permettent la generation d’une commande optimale et son interpretation en champ moyen, d’autres permettent la simulation numerique d’un chauffe-eau, du processus aleatoire de tirage d’eau ou d’un reseau de telecommunications. Durant la maitrise de recherche, tous ces modules ont ete integres, testes, interfaces et regles dans un simulateur commun. Ce simulateur a pour but de realiser des simulations de reseau electriques completes allant du fonctionnement individuel de chaque chauffe-eau jusqu’a des considerations plus generales tel que la charge globale electrique. Apres l’interfacage de l’ensemble des modules, un ensemble de simulations ont ete realisees. Ces simulations permettent d’analyser la reponse d’un parc de chauffe-eaux connectes a differents types de controle et de situation. Dans un premier temps, les differents modules sont decrits precisement d’un point de vue theorique et pratique. Ensuite, differents types de controle sont appliques a une population uniforme de maisons equipees de chauffe-eaux et de dispositifs de commande. Les resultats de chacun de ces controles sont analyses et compares afin d’en comprendre les points forts et faibles. Enfin, un etude est menee afin d’analyser les capacites de resilience d’un controle champ-moyen. Ce rapport tend a montrer la possibilite d’effectuer un controle base sur l’utilisation de la theorie des jeux a champ moyen. Ce controle offre une bonne resilience aux imprevus pouvant perturber le reseau. Il est aussi demontre que l’utilisation d’un controle champs-moyen pour absorber les variations dues a la production eolienne est possible. Ainsi, en reduisant la variabilite de la charge electrique du secteur residentiel, le controle en champ moyen participe a accroitre la stabilite generale du reseau.----------ABSTRACT In today’s energy transition, smart grids and electrical load control are very active research fields. This master’s thesis is an offshoot of the SmartDesc project which aims at using energy storage capability of electric household appliances, such as water heaters and electric heaters to mitigate the fluctuations of system loads and renewable generation. The smartDESC project aims at demonstrating that the mean field game theory (MFG), as new mathematical theory, can be used to convert and control water heaters (and possibly space heater) into smart thermal capacities. Thus, a set f has been developed. These modules are used to generate the optimal control and locally interpret it, to simulate the water-heater thermophysics or water draw event, or to virtualize a telecommunication mesh network. The different aspects of the project have been first studied and developed separately. During the course of this master’s research, the modules have been integrated, tested, interfaced and tuned in a common simulator. This simulator is designed to make complete electrical network simulations with a multi-scale approach (from individual water heater to global electric load and production). Firstly, the modules are precisely described theoretically and practically. Then, different types of control are applied to an uniform population of houses fitted with water heaters and controllers. The results of these controls are analysed and compared in order to understand their strengths and weaknesses. Finally, a study was conducted to analyse the resilience of a mean field control. This report demonstrates that mean field game theory in coordination with a system level aggregate model based optimization program, is able to effectively control a large population of water heaters to smooth the overall electrical load. This control offers good resilience to unforeseen circumstances that can disrupt the network. It is also demonstrated that a mean field control is able to absorb fluctuations due to Wind power production. Thus, by reducing the variability of the residential sector’s electrical charge, the mean field control plays a role in increasing power system stability in the face of high levels of renewable energy penetration. The next stage of smartDESC project is now to set up an intelligent electric water heater prototype. This prototype, in progress since January 2016 at Ecole Polytechnique in Montreal,is aimed at proving concretely the theories developed in the project.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».