Procédures robustes de gestion décentralisée de l’énergie avec peu d’échanges de données et une grande interopérabilité

Le module de travail « Procédures robustes de gestion décentralisée de l’énergie avec un faible échange de données et une grande interopérabilité » couvre toute la durée du projet. Lors de la réalisation de l’autoconsommation intelligente et du stockage de l’énergie, il est important de coordonner une grande variété d’appareils au sein d’un ménage, ainsi que différents ménages entre eux. Cela nécessite des algorithmes intelligents de gestion de l’énergie et une communication efficace entre les appareils et entre les ménages. Comme les appareils et les ménages peuvent être très différents, il est important de concevoir la gestion de l’énergie de manière à garantir un niveau élevé d’interopérabilité et de robustesse.

Les algorithmes de gestion décentralisée de l’énergie doivent être étudiés et développés dans le cadre de ce module de travail. La décentralisation devrait contribuer à réduire les besoins de communication en garantissant que les sous-systèmes disposent de leur propre intelligence et de leur propre pouvoir de décision et qu’il n’est pas nécessaire de communiquer tous les états du système à une unité de contrôle centrale ou de renvoyer les commandes de contrôle. Il n’est pas non plus nécessaire d’avoir un modèle de système central complet, mais les sous-systèmes doivent s’autoréguler de manière encapsulée. Bien entendu, il y a toujours une communication entre les sous-systèmes, mais à un niveau d’information supérieur et à un niveau de détail inférieur. En définissant des interfaces de données standard appropriées, un niveau très élevé d’interopérabilité peut être garanti, ce qui rend les solutions de gestion de l’énergie plus faciles à mettre en œuvre et donc plus pratiques et plus robustes. Dans le cadre de ce projet, diverses approches issues de la littérature seront examinées et évaluées pour déterminer si elles conviennent au projet, qu’il s’agisse d’approches basées sur des essaims ou d’approches d’optimisation décentralisées telles que la méthode des multiplicateurs à direction alternée (ADMM). Le candidat le plus prometteur sera ensuite appliqué au problème spécifique du projet ASIMUTE et développé. Plus précisément, les actions suivantes sont prévues :

Dans un premier temps, les approches existantes en matière de contrôle décentralisé des grands systèmes énergétiques doivent être transférées au contrôle des composants au sein d’un système énergétique limité localement, tel que celui des ménages individuels, mais aussi à l’interaction entre les différents ménages. L’objectif est d’utiliser des informations clés intersystèmes sur l’état global du système (comme un surplus ou une pénurie d’énergie) pour des réactions et des stratégies décentralisées intelligentes de dispositifs individuels (comme des points de recharge, des charges flexibles, etc.) ou de ménages, et d’optimiser l’interaction.
Ces solutions de gestion de l’énergie seront initialement développées et optimisées sur une base simulative.

Dans une seconde action, le micro-réseau d’essai existant avec des composants de systèmes énergétiques réels (système photovoltaïque, stockage lithium-ion, station de charge bidirectionnelle, charges contrôlables, …) à l’Institut pour les systèmes énergétiques durables (INES) de l’Université d’Offenburg et l’environnement matériel en boucle qui s’y trouve seront utilisés pour émuler des consommateurs réels en ce qui concerne les composants de leur système énergétique et leurs interfaces de données. Les solutions développées doivent être mises en œuvre et testées de manière intensive dans ces environnements de test. À cette fin, des courbes de charge réelles et des courbes de production photovoltaïque pour différents scénarios de consommateurs seront utilisées afin d’évaluer la performance des algorithmes de gestion de l’énergie par rapport à différents indicateurs de performance clés tels que l’autoconsommation. L’objectif est de créer une vitrine qui pourra être présentée au public intéressé.

Enfin, dans une troisième action, les résultats seront évalués en vue d’un éventuel déploiement à l’échelle nationale dans le futur système énergétique.

Les algorithmes de gestion automatisée de l’énergie peuvent contribuer à la réalisation des mesures d’économie d’énergie identifiées dans le WP3. Les résultats des exigences pour les solutions techniques du WP4 sont très utiles pour créer des solutions de gestion de l’énergie qui sont acceptées par les utilisateurs. Bien entendu, les solutions techniques doivent également respecter les conditions du cadre légal, qui sont analysées dans le WP6. Les algorithmes de gestion intelligente de l’énergie nécessitent généralement des prévisions de production et de charge, comme cela a été étudié et développé dans le WP8. Il existe d’autres interfaces avec des groupes de travail consacrés à la gestion opérationnelle de composants tels que les systèmes de chauffage ou les batteries, bien que l’accent ne soit pas mis sur la décentralisation.