Stage sur la gestion optimale d'un syst
Forum 'Stages' - Sujet créé le 2009-12-08
Nous recherchons un stagiaire pour travailler sur l'optimisation de systèmes à énergie répartie.
Le thème est vaste, et il s'agit dans un premier temps de le débrouissailer, en investiguant d'un côté les lois de commande locales et de l'autre la coordination de l'ensemble
Selon le déroulement du stage et ses conclusions, une poursuite en thèse est envisageable
Il s'inscrit dans le cadre d'un GIS qui a été signé entre EDF R&D et Supelec
Le sujet requiert à la fois des compétences en optimisation et automatique, et dese sensibiliser aux problèmes de la gestion d'un système énergétique, en avoir une vision pratique tout en travaillant sur un aspect théorique sur les problèmes de d'otpimisation de grands systèmes
Christian Mondon
Chef de Projet
EDF R&D - département STEP
6, quai Watier
78401 Chatou
-----------------------------------------------------------------------------------
PROPOSITION DE STAGE
GESTION DE L'ENERGIE REPARTIE
-----------------------------------------------------------------------------------
INTRODUCTION
QU'EST-CE QUE L'ENERGIE REPARTIE ?
Il s'agit de moyens de production d'électricité ou d'effacement/déplacement de la charge de faible puissance
et répartis sur un nombre significatifs de points du réseau électrique.
LA PRODUCTION D'ELECTRICITE
La liste suivante n'est pas exhaustive mais permet de se faire une idée des systèmes concernés :
· Eolienne (petites et non regroupées en fermes)
· Cogénération (résidentiel, tertiaire ou petite industrie)
· Panneau solaire photovoltaïque
· Centrale solaire thermique
· Centrale à biomasse
L'EFFACEMENT DE LA CHARGE
L'effacement de la charge sur le réseau électrique peut se faire de deux manières différentes :
· Dégradation du confort en l'échange d'une rémunération. L'effacement porte généralement sur la
production d'énergie thermique (froid ou chaud). On peut par exemple agir sur les thermostats de
convecteurs électriques, réduire la production d'une pompe à chaleur, ...
· Substitution de la charge électrique effacée par une autre source de production (non électrique). Par
exemple, on peut démarrer une chaudière à gaz à la place d'une pompe à chaleur. Cette solution est
plus coûteuse mais permet de maintenir le confort.
LE DEPLACEMENT DE LA CHARGE
Le déplacement de la charge consiste à stocker une énergie afin de la fournir plus tard :
· Soit sous forme d'énergie électrique injectée sur le réseau (production).
· Soit sous forme d'énergie de substitution (effacement).
COMMENT LA VALORISER POUR LE SYSTEME ELECTRIQUE ?
Pris individuellement, un tel système n'a pas grand intérêt. L'idée est de coordonner un grand nombre de
systèmes de manière à fournir un service utile, comme par exemple :
· Sollicitation de type tout ou rien en cas de risque d'incident réseau.
· Participation à la régulation du système électrique en temps-réel (gestion non planifiée).
· Agrégation des systèmes en centrale virtuelle (gestion planifiée).
SUJET DE RECHERCHE
DESCRIPTION DES SERVICES
La première étape consiste à bien définir les services qu'on souhaite mettre en oeuvre pour améliorer le
système électrique. Ce travail nécessite de bien comprendre le fonctionnement actuel du système électrique et
de montrer succinctement comment un service de gestion de l'énergie répartie peut améliorer celui-ci.
MODELISATION
Cette étape se focalise sur un service donné. La difficulté de la modélisation réside dans la très forte
hétérogénéité des systèmes à gérer.
ALGORITHMES DE COORDINATION
Il s'agit d'imaginer des algorithmes de coordination des systèmes répartis permettant de fournir le service
souhaité. L'algorithme peut être centralisé ou réparti. Une partie de l'étude doit déterminer les échanges
nécessaires entre les systèmes et montrer que ceux-ci sont possibles avec les technologies existantes. Une
autre s'attachera aux performances de l'algorithme en fonction du nombre de systèmes à coordonner.
GESTION OPTIMALE DES SYSTEMES REPARTIS
L'objet de cette étude est de maximiser le potentiel de contribution d'un système réparti au service. Par
exemple, un particulier possède un système de chauffage utilisant une pompe à chaleur et un ballon de
stockage. Il faut définir un algorithme d'automatisme qui réponde au besoin de chauffage du particulier tout en
maximisant son potentiel de participation au déplacement de la charge planifié la veille pour le lendemain. Ceci
est possible à condition d'estimer les besoins en chauffage (à partir de prévisions météo) et d'optimiser la
gestion du ballon de stockage.
Il est bien entendu impossible de définir une stratégie générique s'appliquant à n'importe quel système de
production ou d'effacement réparti. Il est donc proposé de se focaliser sur des cas particuliers représentatifs
des différents systèmes existants. La performance des algorithmes sera évaluée par simulation numérique.
PROPOSITION DE STAGE
Il est proposé un stage de fin d'étude portant sur les 3 premiers axes de recherche (description des services,
modélisation, algorithmes de coordination). Etant donnée l'étendue du sujet, le périmètre sera limité au
service d'agrégation des systèmes en centrale virtuelle.
La durée du stage est de 4 à 6 mois et pourra être prolongée (en fonction des résultats) sous forme de thèse
sur la période septembre 2010 – septembre 2013.
Remarque : la proposition de stage s'inscrit dans le cadre du groupement d'intérêt scientifique EDF-Supélec-
LSS.
PROFIL RECHERCHE
Etudiant en dernière année d'ingénieur et/ou mastère de recherche avec une formation minimale en
optimisation et en automatique.
CONTACTS
EDF Recherche & Développement
Département STEP
6 quai Watier
78401 CHATOU CEDEX
Christian Mondon (christian.mondon@edf.fr )
Pierre-Etienne Delon (pierre-etienne.delon@edf.fr)
SUPELEC
Département d'Automatique
3, rue Joliot Curie
91192 Gif-sur-Yvette
Guillaume Sandou (guillaume.sandou@supelec.fr)
Le thème est vaste, et il s'agit dans un premier temps de le débrouissailer, en investiguant d'un côté les lois de commande locales et de l'autre la coordination de l'ensemble
Selon le déroulement du stage et ses conclusions, une poursuite en thèse est envisageable
Il s'inscrit dans le cadre d'un GIS qui a été signé entre EDF R&D et Supelec
Le sujet requiert à la fois des compétences en optimisation et automatique, et dese sensibiliser aux problèmes de la gestion d'un système énergétique, en avoir une vision pratique tout en travaillant sur un aspect théorique sur les problèmes de d'otpimisation de grands systèmes
Christian Mondon
Chef de Projet
EDF R&D - département STEP
6, quai Watier
78401 Chatou
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PROPOSITION DE STAGE
GESTION DE L'ENERGIE REPARTIE
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INTRODUCTION
QU'EST-CE QUE L'ENERGIE REPARTIE ?
Il s'agit de moyens de production d'électricité ou d'effacement/déplacement de la charge de faible puissance
et répartis sur un nombre significatifs de points du réseau électrique.
LA PRODUCTION D'ELECTRICITE
La liste suivante n'est pas exhaustive mais permet de se faire une idée des systèmes concernés :
· Eolienne (petites et non regroupées en fermes)
· Cogénération (résidentiel, tertiaire ou petite industrie)
· Panneau solaire photovoltaïque
· Centrale solaire thermique
· Centrale à biomasse
L'EFFACEMENT DE LA CHARGE
L'effacement de la charge sur le réseau électrique peut se faire de deux manières différentes :
· Dégradation du confort en l'échange d'une rémunération. L'effacement porte généralement sur la
production d'énergie thermique (froid ou chaud). On peut par exemple agir sur les thermostats de
convecteurs électriques, réduire la production d'une pompe à chaleur, ...
· Substitution de la charge électrique effacée par une autre source de production (non électrique). Par
exemple, on peut démarrer une chaudière à gaz à la place d'une pompe à chaleur. Cette solution est
plus coûteuse mais permet de maintenir le confort.
LE DEPLACEMENT DE LA CHARGE
Le déplacement de la charge consiste à stocker une énergie afin de la fournir plus tard :
· Soit sous forme d'énergie électrique injectée sur le réseau (production).
· Soit sous forme d'énergie de substitution (effacement).
COMMENT LA VALORISER POUR LE SYSTEME ELECTRIQUE ?
Pris individuellement, un tel système n'a pas grand intérêt. L'idée est de coordonner un grand nombre de
systèmes de manière à fournir un service utile, comme par exemple :
· Sollicitation de type tout ou rien en cas de risque d'incident réseau.
· Participation à la régulation du système électrique en temps-réel (gestion non planifiée).
· Agrégation des systèmes en centrale virtuelle (gestion planifiée).
SUJET DE RECHERCHE
DESCRIPTION DES SERVICES
La première étape consiste à bien définir les services qu'on souhaite mettre en oeuvre pour améliorer le
système électrique. Ce travail nécessite de bien comprendre le fonctionnement actuel du système électrique et
de montrer succinctement comment un service de gestion de l'énergie répartie peut améliorer celui-ci.
MODELISATION
Cette étape se focalise sur un service donné. La difficulté de la modélisation réside dans la très forte
hétérogénéité des systèmes à gérer.
ALGORITHMES DE COORDINATION
Il s'agit d'imaginer des algorithmes de coordination des systèmes répartis permettant de fournir le service
souhaité. L'algorithme peut être centralisé ou réparti. Une partie de l'étude doit déterminer les échanges
nécessaires entre les systèmes et montrer que ceux-ci sont possibles avec les technologies existantes. Une
autre s'attachera aux performances de l'algorithme en fonction du nombre de systèmes à coordonner.
GESTION OPTIMALE DES SYSTEMES REPARTIS
L'objet de cette étude est de maximiser le potentiel de contribution d'un système réparti au service. Par
exemple, un particulier possède un système de chauffage utilisant une pompe à chaleur et un ballon de
stockage. Il faut définir un algorithme d'automatisme qui réponde au besoin de chauffage du particulier tout en
maximisant son potentiel de participation au déplacement de la charge planifié la veille pour le lendemain. Ceci
est possible à condition d'estimer les besoins en chauffage (à partir de prévisions météo) et d'optimiser la
gestion du ballon de stockage.
Il est bien entendu impossible de définir une stratégie générique s'appliquant à n'importe quel système de
production ou d'effacement réparti. Il est donc proposé de se focaliser sur des cas particuliers représentatifs
des différents systèmes existants. La performance des algorithmes sera évaluée par simulation numérique.
PROPOSITION DE STAGE
Il est proposé un stage de fin d'étude portant sur les 3 premiers axes de recherche (description des services,
modélisation, algorithmes de coordination). Etant donnée l'étendue du sujet, le périmètre sera limité au
service d'agrégation des systèmes en centrale virtuelle.
La durée du stage est de 4 à 6 mois et pourra être prolongée (en fonction des résultats) sous forme de thèse
sur la période septembre 2010 – septembre 2013.
Remarque : la proposition de stage s'inscrit dans le cadre du groupement d'intérêt scientifique EDF-Supélec-
LSS.
PROFIL RECHERCHE
Etudiant en dernière année d'ingénieur et/ou mastère de recherche avec une formation minimale en
optimisation et en automatique.
CONTACTS
EDF Recherche & Développement
Département STEP
6 quai Watier
78401 CHATOU CEDEX
Christian Mondon (christian.mondon@edf.fr )
Pierre-Etienne Delon (pierre-etienne.delon@edf.fr)
SUPELEC
Département d'Automatique
3, rue Joliot Curie
91192 Gif-sur-Yvette
Guillaume Sandou (guillaume.sandou@supelec.fr)