Algorithmes asynchrones pour la gestion décentralisée des réseaux électriques soumis aux aléas de communication

La thématique des smart grids est fondée sur l'interaction d’un réseau électrique et d’un réseau de communication reliant des agents distribués, « intelligents » et communicants. Dans le cas d’un réseau électrique classique, les événements imprévus (perte d'un équipement, ligne saturée, etc) sont principalement amortis et compensés par l'inertie du réseau et ses centrales de réserves.

Un smart grid se propose de réduire cette dépendance à l'aide de stratégies de gestion distribuées intelligentes faisant appel à des échanges d'information et donc à un réseau de communication.
La question de l'impact de la fiabilité du réseau de communication est donc ici cruciale.

Le présent projet se propose donc d'analyser finement l'impact des aléas de communication sur la résilience d'un smart grid et de développer des stratégies de gestion prenant en compte ces aléas pour garantir l'opérabilité et l'efficience du smart grid.

On se penche en particulier sur trois types d'algorithmes : un algorithme de marché pair à pair, un algorithme d'Optimal Power Flow qui prend en compte les contraintes physiques du réseau électrique, et enfin un algorithme de marché pair à pair endogène.

Nous avons étudié de manière approfondie le principe d'algorithme asynchrone, qui permet de limiter les délais d’attente à chaque itération, ainsi que les effets des aléas du réseau de communication sur la résolution des versions asynchrones de ces algorithmes.

Mot clés :
Gestion décentralisée, ADMM, marché de l'électricité, OPF, algorithme asynchrone, réseau de communication


Abstract:
Smart grids are based on the interaction of an electrical network and a communication network between distributed, "intelligent" and communicating agents. In the case of a traditional electrical network, unforeseen events (loss of an equipment, line congestion, etc.) are mainly absorbed and compensated by the inertia of the network and its operating reserve.
Smart grids aim to reduce this dependency by using intelligent distributed management strategies using information exchange and therefore based on a communication network.
The impact of the communication network's reliability is a critical issue that we must address.
This project aims at analyzing the impact of communication hazards on the resilience of a smart grid and at developing strategies that take these hazards into account in order to guarantee the operability and efficiency of the smart grid.
In particular, we investigate three types of algorithms: a peer-to-peer market algorithm, an Optimal Power Flow algorithm that takes into account the physical constraints of the power grid, and finally an endogenous peer-to-peer market algorithm.
We have studied in depth the principles of asynchronous algorithms, which help to minimize the waiting time at each iteration, as well as the effects of communication network hazards on the asynchronous resolution of these algorithms.

Keywords:
Decentralized management, ADMM, electrical market, OPF, asynchronous algorithm, communication network