Optimisation et gestion des risques pour la valorisation de la flexibilité énergétique PDF Download
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Author: Chouaïb Mkireb
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Book Description
Dans un contexte de croissance démographique dans lequel certaines ressources naturelles sont de plus en plus limitées, une gestion optimisée et conjointe des réseaux publics de l'eau et de l'électricité s'impose. L'ouverture progressive des marchés de l'électricité à la concurrence et les changements de réglementation dans plusieurs pays ont contribué au développement des mécanismes de la flexibilité de la demande, permettant d'impliquer directement les consommateurs dans la gestion de l'équilibre offre-demande du réseau électrique. Les systèmes d'eau potable, étant de grands consommateurs d'électricité, disposent d'une flexibilité grâce à la présence d'ouvrages de stockage d'eau (bâches et réservoirs) et de pompes à vitesse variable. Cette flexibilité, souvent exploitée uniquement à des fins de sécurisation des demandes en eau, peut être valorisée pour permettre une meilleure gestion de l'équilibre du réseau électrique. L'objectif de cette thèse est l'évaluation des valeurs économiques et écologiques relatives à l'intégration de la flexibilité des systèmes d'eau potable dans la gestion opérationnelle du système électrique français. Une étude de l'architecture des marchés de l'électricité en France est d'abord menée pour identifier les mécanismes de flexibilité de la demande les plus adaptés aux contraintes d'exploitation des systèmes d'eau. Des modèles mathématiques d'optimisation sont ensuite proposés et résolus à travers certaines heuristiques, en intégrant les incertitudes relatives aux consommations d'eau, aux prix des marchés ainsi qu'à la disponibilité des équipements de pompage. Les résultats numériques, discutés en se basant sur trois systèmes d'eau potable réels en France, intègrent les aspects économiques (en considérant les risques associés), opérationnels et écologiques. Des réductions importantes des coûts d'exploitation des systèmes d'eau sont estimées à travers la valorisation de l'énergie non consommée pendant les moments de pointe sur le marché spot de l'électricité. En parallèle, la considération des incertitudes permet de sécuriser l'opération des systèmes d'eau en temps réel, et de maîtriser les risques économiques relatifs à l'équilibrage du réseau électrique. De plus, des réductions importantes des émissions de CO2, estimées à environ 400 tonnes par jour en France, peuvent être réalisées en réduisant les volumes d'électricité issus des sources fossiles.
Author: Chouaïb Mkireb
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Dans un contexte de croissance démographique dans lequel certaines ressources naturelles sont de plus en plus limitées, une gestion optimisée et conjointe des réseaux publics de l'eau et de l'électricité s'impose. L'ouverture progressive des marchés de l'électricité à la concurrence et les changements de réglementation dans plusieurs pays ont contribué au développement des mécanismes de la flexibilité de la demande, permettant d'impliquer directement les consommateurs dans la gestion de l'équilibre offre-demande du réseau électrique. Les systèmes d'eau potable, étant de grands consommateurs d'électricité, disposent d'une flexibilité grâce à la présence d'ouvrages de stockage d'eau (bâches et réservoirs) et de pompes à vitesse variable. Cette flexibilité, souvent exploitée uniquement à des fins de sécurisation des demandes en eau, peut être valorisée pour permettre une meilleure gestion de l'équilibre du réseau électrique. L'objectif de cette thèse est l'évaluation des valeurs économiques et écologiques relatives à l'intégration de la flexibilité des systèmes d'eau potable dans la gestion opérationnelle du système électrique français. Une étude de l'architecture des marchés de l'électricité en France est d'abord menée pour identifier les mécanismes de flexibilité de la demande les plus adaptés aux contraintes d'exploitation des systèmes d'eau. Des modèles mathématiques d'optimisation sont ensuite proposés et résolus à travers certaines heuristiques, en intégrant les incertitudes relatives aux consommations d'eau, aux prix des marchés ainsi qu'à la disponibilité des équipements de pompage. Les résultats numériques, discutés en se basant sur trois systèmes d'eau potable réels en France, intègrent les aspects économiques (en considérant les risques associés), opérationnels et écologiques. Des réductions importantes des coûts d'exploitation des systèmes d'eau sont estimées à travers la valorisation de l'énergie non consommée pendant les moments de pointe sur le marché spot de l'électricité. En parallèle, la considération des incertitudes permet de sécuriser l'opération des systèmes d'eau en temps réel, et de maîtriser les risques économiques relatifs à l'équilibrage du réseau électrique. De plus, des réductions importantes des émissions de CO2, estimées à environ 400 tonnes par jour en France, peuvent être réalisées en réduisant les volumes d'électricité issus des sources fossiles.
Author: Chloé Lucas
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Book Description
Dans un contexte de transition énergétique, les réseaux électriques subissent de profondes mutations. L'utilisation croissante des énergies renouvelables, notamment de celles dont la production est intermittente et difficilement pilotable, pose des questions de sécurité d'approvisionnement en électricité. Les réseaux électriques, conçus pour acheminer l'électricité en fonction de la demande depuis les lieux de production en haute-tension vers les lieux de consommation en basse-tension, doivent être en mesure d'accueillir les flux montants générés par une quantité grandissante de systèmes de production non-pilotables, de plus faible puissance mais souvent raccordés directement au réseau de distribution. L'accueil de cette production décentralisée présente des défis, mais aussi des opportunités de diminuer les quantités d'énergie et de puissance transitant sur les réseaux électriques. La digitalisation grandissante de nos sociétés peut représenter dans ce contexte un levier de flexibilité en rendant possible le pilotage d'une plus grande part de la consommation face à une production devenant moins pilotable.Ces travaux de thèse portent sur les possibilités de pilotage de la consommation résidentielle, dans des quartiers à fort taux de pénétration de systèmes photovoltaïques, afin de fournir des services de flexibilité aux gestionnaires de réseaux et de réduire l'impact de la production décentralisée sur les infrastructures de distribution de l'électricité. Les stratégies de pilotage optimal, basées sur des formulations en programmation linéaire en nombres entiers des problèmes d'optimisation à résoudre, permettent d'introduire de la flexibilité dans certaines consommations résidentielles présentes dans un grand nombre de foyers. Ces stratégies de pilotage sont basées sur une gestion collective de la consommation, à l'échelle d'un quartier, afin de bénéficier du foisonnement découlant de l'agrégation d'un ensemble de profils de consommation. Elles permettent à la fois d'augmenter la quantité d'énergie autoconsommée et de réduire l'amplitude des échanges de puissance, ainsi que de proposer des services de modulation ou d'effacement d'une partie de la consommation du quartier.Ces stratégies ont été appliquées à un cas d'étude, modélisé de manière détaillée sur un banc de test virtuel, de manière à caractériser leur capacité à répondre aux divers objectifs. En particulier, leur robustesse face aux incertitudes de prévision et aux simplifications inhérentes à la modélisation a pu être évaluée. Les résultats montrent que l'optimisation des plages d'usage d'appareils électroménagers, à l'échelle d'un quartier, permet de moduler la consommation de manière précise et robuste face aux erreurs de prévisions. Cette possibilité de modulation de la consommation permet de réduire les déviations de tension au sein du micro-réseau. Les systèmes de chauffage représentent quant à eux un potentiel d'effacement intéressant, qui peut être exploité en modifiant marginalement les consignes de température régissant leur fonctionnement. Les résultats montrent qu'il est possible de modifier ces consignes de température de manière à effacer la quantité de puissance souhaitée tout en limitant les effets de rebond, sous réserve de disposer d'une modélisation fiable du comportement thermique des bâtiments.
Author: Jean-Christophe Alais
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L'hydraulique est la principale énergie renouvelable produite en France. Elle apporte une réserve d'énergie et une flexibilité intéressantes dans un contexte d'augmentation de la part des énergies intermittentes dans la production. Sa gestion soulève des problèmes difficiles dus au nombre des barrages, aux incertitudes sur les apports d'eau et sur les prix, ainsi qu'aux usages multiples de l'eau. Cette thèse CIFRE, effectuée en partenariat avec Electricité de France, aborde deux questions de gestion hydraulique formulées comme des problèmes d'optimisation dynamique stochastique. Elles sont traitées dans deux grandes parties.Dans la première partie, nous considérons la gestion de la production hydroélectrique d'un barrage soumise à une contrainte dite de cote touristique. Cette contrainte vise à assurer une hauteur de remplissage du réservoir suffisamment élevée durant l'été avec un niveau de probabilité donné. Nous proposons différentes modélisations originales de ce problème et nous développons les algorithmes de résolution correspondants. Nous présentons des résultats numériques qui éclairent différentes facettes du problème utiles pour les gestionnaires du barrage.Dans la seconde partie, nous nous penchons sur la gestion d'une cascade de barrages. Nous présentons une méthode de résolution approchée par décomposition-coordination, l'algorithme Dual Approximate Dynamic Programming (DADP). Nousmontrons comment décomposer, barrage par barrage, le problème de la cascade en sous-problèmes obtenus en dualisant la contrainte de couplage spatial ``déversé supérieur = apport inférieur''. Sur un cas à trois barrages, nous sommes en mesure de comparer les résultats de DADP à la solution exacte (obtenue par programmation dynamique), obtenant desgains à quelques pourcents de l'optimum avec des temps de calcul intéressants. Les conclusions auxquelles nous sommes parvenu offrent des perspectives encourageantes pour l'optimisation stochastique de systèmes de grande taille.
Author: Jura Arkhangelski
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Ces dernières années, l'agrégation des sources d'énergie distribuées et l'émergence d'autoconsommateurs individuels et collectifs sur un nœud de puissance rendent les flux énergétiques multidirectionnels. L'optimisation par les Agrégateurs se base sur une exploitation de données, d'outils d'aide à la décision ainsi que des services de flexibilité. Les travaux de thèse portent sur l'étude de cette problématique de gestion de la flexibilité des réseaux électriques par l'intégration des microréseaux d'autoconsommation, notamment urbains. La gestion de la flexibilité est réalisée par une stratégie de gestion prédictive originale développée au cours de ces travaux. Elle associe les méthodes classiques d'optimisation des flux de puissance (OPF) basées sur la programmation non linéaire à nombres mixtes (MILNP), les algorithmes d'apprentissage neuronal récurrent à longue mémoire à court terme (LSTM) et des critères d'évaluation dynamique et d'aide à la décision. La principale fonction multivariable de coût à minimiser est basée sur l'estimation prédictive, la veille pour le lendemain (prévision « J+1 »), du prix marginal moyen localisé aux différents nœuds du réseau électrique. Les algorithmes gèrent les négociations entre l'agrégateur et les usagers du réseau électrique, analysent de manière itérative les différents scénarios de services système de flexibilité et valident le choix de la configuration optimale pour le lendemain. Des simulations basées sur les algorithmes de Monte-Carlo ainsi que des validations expérimentales ont été réalisées. Elles ont permis de tester et améliorer la stratégie de gestion énergétique proposée.
Author: Asian Development Bank
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Category : Business & Economics
Languages : en
Pages : 124
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Book Description
Aiming to support the development of a framework for the analysis of risk in project design and economic analysis, this handbook outlines technical approaches to modeling risk. Also summarized is the nature and practice of sensitivity analysis in dealing with uncertain outcomes as well as the principles to consider in typical risk analysis situations sector by sector. Case studies are included to demonstrate the application of quantitative risk analysis using actual Asian Development Bank projects to help improve project design and quality. Handbook users will learn to identify factors that are the key determinants of project outcomes, determine the likelihood of an individual project's returns being unacceptable, and design measures to mitigate the risks arising from the identified key factors.
Author: Linda Strande
Publisher: IWA Publishing
ISBN: 1780404735
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 428
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Book Description
It is estimated that literally billions of residents in urban and peri-urban areas of Africa, Asia, and Latin America are served by onsite sanitation systems (e.g. various types of latrines and septic tanks). Until recently, the management of faecal sludge from these onsite systems has been grossly neglected, partially as a result of them being considered temporary solutions until sewer-based systems could be implemented. However, the perception of onsite or decentralized sanitation technologies for urban areas is gradually changing, and is increasingly being considered as long-term, sustainable options in urban areas, especially in low- and middle-income countries that lack sewer infrastructures. This is the first book dedicated to faecal sludge management. It compiles the current state of knowledge of the rapidly evolving field of faecal sludge management, and presents an integrated approach that includes technology, management, and planning based on Sandecs 20 years of experience in the field. Faecal Sludge Management: Systems Approach for Implementation and Operation addresses the organization of the entire faecal sludge management service chain, from the collection and transport of sludge, and the current state of knowledge of treatment options, to the final end use or disposal of treated sludge. The book also presents important factors to consider when evaluating and upscaling new treatment technology options. The book is designed for undergraduate and graduate students, and engineers and practitioners in the field who have some basic knowledge of environmental and/or wastewater engineering.
Author: Sven Boermeester
Publisher:
ISBN: 9781949677072
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Languages : en
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Book Description
Innovate Bristol highlights and celebrates those companies and individuals that are actively working at building a better tomorrow for all. Innovation Ecosystems thrive through the involvement and support of companies and individuals from all industries, which is why the Innovate series not only focuses on the innovators but also those people whom the Innovation Ecosystem, would not be able to thrive without.
Author: Olivier Labussière
Publisher: Springer
ISBN: 331977025X
Category : Social Science
Languages : en
Pages : 361
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Book Description
This book elucidates what it means to transition to alternative sources of energy and discusses the potential for this energy transition to be a more democratic process. The book dynamically describes a recent sociotechnical study of a number of energy transitions occurring in several countries - France, Germany and Tunisia, and involving different energy technologies - including solar, on/off-shore wind, smart grids, biomass, low-energy buildings, and carbon capture and storage. Drawing on a pragmatist tradition of social inquiry, the authors examine the consequences of energy transition processes for the actors and entities that are affected by them, as well as the spaces for political participation they offer. This critical inquiry is organised according to foundational categories that have defined the energy transition - ‘renewable’ energy resources, markets, economic instruments, technological demonstration, spatiality (‘scale’) and temporality (‘horizon(s)’). Using a set of select case studies, this book systematically investigates the role these categories play in the current developments in energy transitions.
Author: Allen J. Wood
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 111858595X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 590
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Book Description
A comprehensive text on the operation and control of power generation and transmission systems In the ten years since Allen J. Wood and Bruce F. Wollenberg presented their comprehensive introduction to the engineering and economic factors involved in operating and controlling power generation systems in electric utilities, the electric power industry has undergone unprecedented change. Deregulation, open access to transmission systems, and the birth of independent power producers have altered the structure of the industry, while technological advances have created a host of new opportunities and challenges. In Power Generation, Operation, and Control, Second Edition, Wood and Wollenberg bring professionals and students alike up to date on the nuts and bolts of the field. Continuing in the tradition of the first edition, they offer a practical, hands-on guide to theoretical developments and to the application of advanced operations research methods to realistic electric power engineering problems. This one-of-a-kind text also addresses the interaction between human and economic factors to prepare readers to make real-world decisions that go beyond the limits of mere technical calculations. The Second Edition features vital new material, including: * A computer disk developed by the authors to help readers solve complicated problems * Examination of Optimal Power Flow (OPF) * Treatment of unit commitment expanded to incorporate the Lagrange relaxation technique * Introduction to the use of bounding techniques and other contingency selection methods * Applications suited to the new, deregulated systems as well as to the traditional, vertically organized utilities company Wood and Wollenberg draw upon nearly 30 years of classroom testing to provide valuable data on operations research, state estimation methods, fuel scheduling techniques, and more. Designed for clarity and ease of use, this invaluable reference prepares industry professionals and students to meet the future challenges of power generation, operation, and control.
Author:
Publisher: Getty Publications
ISBN: 089236551X
Category : Art
Languages : en
Pages : 281
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Book Description
Building an Emergency Plan provides a step-by-step guide that a cultural institution can follow to develop its own emergency preparedness and response strategy. This workbook is divided into three parts that address the three groups generally responsible for developing and implementing emergency procedures—institution directors, emergency preparedness managers, and departmental team leaders—and discuss the role each should play in devising and maintaining an effective emergency plan. Several chapters detail the practical aspects of communication, training, and forming teams to handle the safety of staff and visitors, collections, buildings, and records. Emergencies covered include natural events such as earthquakes or floods, as well as human-caused emergencies, such as fires that occur during renovation. Examples from the Barbados Museum and Historical Society, the Museo de Arte Popular Americano in Chile, the Mystic Seaport Museum in Connecticut, and the Seattle Art Museum show how cultural institutions have prepared for emergencies relevant to their sites, collections, and regions.
