Distributed Energy Resources coordination toward the supply of ancillary services in real-time

259 Pages·2017·37.92 MB·English

by  Gaspard Lebel

Distributed Energy Resources coordination toward the
supply of ancillary services in real-time
Gaspard Lebel
To cite this version:
Gaspard Lebel. Distributed Energy Resources coordination toward the supply of ancillary services
in real-time. Electric power. Université Grenoble Alpes, 2016. English. ￿NNT: 2016GREAT048￿.
￿tel-01561949￿
HAL Id: tel-01561949
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Submitted on 13 Jul 2017
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THÈSE
Pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ GRENOBLE ALPES
Spécialité : Génie Electrique
Arrêté ministériel : 7 août 2006
Présentée par
Gaspard LEBEL
Thèse dirigée par Raphaël CAIRE et
codirigée par Nouredine HADJSAID
préparée au sein du G2ELab - laboratoire de Génie Électrique de
Grenoble
dans l'École Doctorale Électronique, Électrotechnique,
Automatique et Traitement du Signal
Coordination de GEDs pour la fourniture de
services systèmes temps réel.
Distributed Energy Resources coordination
toward the supply of ancillary services in
real-time.
Thèse soutenue publiquement le 26 avril 2016,
devant le jury composé de :
M. Geert DECONINCK
Professeur, Katholieke Universiteit Leuven Président
M. Didier MAYER
Professeur, Mines PARISTECH Rapporteur
M. Hans EDIN
Maître de conférence, Kungliga Tekniska Högskolan Rapporteur
M. Sébastien HENRY
Directeur SI & Télécommunications, RTE Membre
M. Matthieu TERENTI
Délégué Grand Projet Territorial, Enedis Membre
M. Alain GLATIGNY
VP Innovation Smartgrid Utility, Schneider Electric Encadrant
M. Nouredine HADJSAID
Professeur, Université Grenoble Alpes Co-Directeur
M. Raphaël CAIRE
Maître de conférences, Université Grenoble Alpes Directeur

"L’innovation n’est pas seulement technologique",
L’INNOVATION : UN ENJEU MAJEUR POUR LA FRANCE
Beylat and Tambourin [2013]

A Emy, Théo et Junior.

Avant-Propos
Lalecturedecent-cinquantepagesestsommetouteprenante. UndéplacementàGrenobleaumi-
lieu d’épisodes de grèves l’est tout autant pour des personnes aux agendas si chargés. Messieurs
Geconninck, Mayer, Edin, Henry, Terenti, Glatigny, Hadjsaid et Caire, ce fut donc un réel hon-
neur de pouvoir confronter mes travaux à votre expérience tant scientifique qu’industrielle. Je
vous en suis hautement reconnaissant.
Je suis tout autant reconnaissant envers mes quatre encadrants, Messieurs Bediou, Glatigny,
Hadjsaid et Caire pour la confiance et la grande liberté d’entreprendre qu’ils m’ont accordé
durant ces trois années. Stéphane, je n’oublie pas les invitations croisées au Casset et sur le
Vercors pour parler double-diode, stockage, VPP et j’en passe. Raphaël, je te remercie d’avoir
misésurmoiilyaquatreans,malgréunagendadéjàsurchargé. Jegardeensouvenircesréunions
en mouvement entre avion, navette aéroport, vélo sous la pluie vs. tram, qui exprimèrent bien
mieux notre souhait d’aller de l’avant que des rapports d’avancement sans grand devenir. Merci.
Jen’oublieraipasnonpluslespremiersmotsdeMonsieurKaschnyàmonégardlorsmonarrivée
chez Schneider Electric« Bienvenue parmi nous. Tu es là pour apprendre, profites-en et amuses-
toi ». Fraîchement diplômé, je me suis dit alors « Tout de même, c’est bon le Demand Response,
je commence à connaître ... ». Trois ans plus tard, mon immersion dans cet environnement
industriel m’a énormément apporté et oui nettement, j’ai beaucoup appris. Merci !
Le quotidien n’a pas toujours été évident. Les Pyrénées se sont avérées compliqués à franchir.
Nous nous sommes également convertis au Riesling avec plus ou moins de facilité. Au final
« ce vin sec, vertical, [...] construit autour d’une belle vivacité que l’on apprécie du début
jusqu’à la fin, [...] marqué par l’ampleur » décrit parfaitement les clients et avant tout col-
lègues d’Electricité de Strasbourg Réseaux, que je me réjouis d’avoir pu côtoyer au sein du
projet européen Dream. Inévitablement, j’associe Elisabeth à cette pensée, Grenobloise puis
Strasbourgeoise d’adoption, qui s’est arrangée à merveille d’un positionnement au sein du projet
plus que complexe.
Le déploiement des équipements de Dream sur Strasbourg n’aurait pas pu être possible sans le
soutien des collègues de Schneider Electric à commencer par Stéphane, Yves, Alain, Bernard,
Alexandre, Benoit, Emmanuel, Ludovic, Antoine et Fabrice, sans qui je me serai retrouvé les
bras ballants face aux aléas industriels. Je les remercie chaleureusement, sans oublier Alain
et ses points Malots d’une richesse marketing inestimable. Enfin, je pense à Nicole, Catherine,
Sandrine,Thibault,Yves,Thierry,Olivier,Sylvain,Laurent,François,Jean-Christophe,Patrick,
vii
AVANT-PROPOS
Christophe,Philippe,Michel,Jean,Jean-Yves,Benoît,Romain,Gilles,Sandeep,Olivier,Bernard,
Rodolphe, Yann et Benoît.
Mes pensées vont ensuite aux équipes techniques du G2Elab, dont la disponibilité et les com-
pétences feront pâlir tout personnage critique du service public qui osera s’y confronter. Pro-
totypage rapide, Mécanique lourde, câblage industriel, électronique, informatique industrielle,
simulation temps-réel : tout y est, pour permettre de grandes avancées. Cédric, Thierry, Kamel,
Gérard, Florian, Antoine et Jacques, je me fais tout petit devant votre expertise.
Karel. Tom. Sindhu, Christian. Guillaume, Hector. Naila, DienHoa. Théo, Maxime, Matthieu.
Timothé, Loann, Luis, Brida, Guillaume, Renaud, Olivier. Samuel, Gauthier. Gabrielle, Paul,
Clément. Nicolas, Lucile. Aurore, Wilhem. Autant de nouveaux projets d’ouvertures étudiants
lancés avec votre aide que de phrases, avec de belles réussites à la clef. Ce fut un plaisir de vous
encadrer.
Mains invisibles des succès du laboratoire, je salue également la grande disponibilité du pôle
administratif. Florence, Elise, Sylvianne, Valérie, Aurélie, Cathy, sans vous, nous ne ferions pas
grand-chose.
Je salue également les équipes d’INPG Entreprise SA pour leur flexibilité aux côtés d’Elise face
aux déplacements de dernières minutes, aux concours improbables et autres particularités dont
je me suis fait champion – ce que n’étonnera guère amis et famille.
Parlant d’équipe, je me tourne maintenant vers la team Dokever, pour m’avoir fait prendre l’air
et permis de jouer au docteur 4 ans avant de le devenir vraiment aujourd’hui. Parier sur un
ingénieur pour diriger des médecins et quelques milliers de trailers ou cyclistes, il n’y avait que
les Clooneys’ brothers pour oser! Je vous en remercie et espère rester le plus longtemps derrière
vous avec le plus de chuchotements possibles en réunion de courses et PC. Claire, Marion,
Marjolaine, France, Florence, Théo, Fred, Antonin, Paul, Gilles, Pierre, Hervé, Damien, Cyril,
Bruno, Patrick chaque instant peu reposant passé à vos côtés est un plaisir.
Dans la continuité des amis, arrive maintenant la sphère grenobloise. Manue pour m’avoir
converti au principe du sinus et pour ton accompagnement sans faille de la chute au renouveau,
de Séville 3am à Athènes 6am en passant par Strasbourg, Milan, Eindhoven, Amsterdam et
Chamroussealt1721, 20◦ Ouest. Merci. Tepourteschemises–etouimaintenantonpeutparler
aupluriel–ettaphilosophiedulivrable. Sellépourtonpatriarcatéclairéettonsourirecontrasté.
Archie pour m’avoir inspiré au quotidien au point d’avoir du mal à te décrire aujourd’hui. Jean-
Louis pour avoir le regard aussi aiguisé qu’un garde-frontière suisse sur sa bicyclette. Raphaël
pour le renouveau politique, ton audace et ta controverse incarnée: tu as raison, il a Archie tort.
Justine pour ta gestion toute personnelle, remplie de qualités et pour m’avoir fait déménager
du 3 rue Félix Poulat au 12 place Grenette. Damien pour ta classe et pour avoir un peu mieux
géré les rails du tram que Te. Florent pour ton expérience, ta curiosité sans faille et ta gestion
des logos. Victor pour ton mariage. Aurélien pour cette co-entreprise RH. Titouan pour ta
viii
AVANT-PROPOS
recette de topinambour qui plaira tant à Jean Louis. Audrey parce que tu ne manges pas que
des graines. Rozenn parce que tu ne manges pas que des graines. Jérôme pour ta simplicité
piquante. Cédric, parce que un jour on réussira à aller à l’Etendard ! Léo parce qu’avec tes
deux mains, tu referais le monde. Arnaud, pour avoir lu les sms que je ne saurais te lire. Tes
racines latines sont si précieuses. Amandine pour ce soutien mutuel précieux, alimentée par
ton adresse légendaire. Clem parce qu’il me reste 12 ordis, 8 téléphones et 3 vélos à réparer –
et je ne compte pas le camion poubelle LEGO Technic que ta sœur a très probablement cassé
par jalousie en cet été 2003 – alors cela vaut bien des remerciements en avance. Fny pour être
l’inspectricegadgetdedemain: «Commentoptimiserleprocédédeguérisondedixtendinitesdu
genoux droit avec un rouleau à pâtisserie, un four à pain, un bouquin de suédois, une sorbetière
et plaque d’immatriculation coincé dans un virage ? Vous avez toute une vie. Question suivante
». Poline pour être dorénavant l’avenir du service public – à contrat privé, et pour ces folles
soirées électriques place des Tilleuls dont je me souviendrais très longtemps. Clark pour avoir
pris la responsabilité de Poline au quotidien, fort de tes années d’apprentissage empirique du
Coco. Coco parce que ton audace artistique et technologique est grande et inimitable. Anaïs
parce que si je devais parier sur quelqu’un, je n’hésiterai pas longtemps. Mathieu parce que
Grand Prof tu seras. Olive et Cyril parce qu’il est difficile de mettre des mots sur tout ce que
vous m’apportez. Peter pour tes leçons de management autour d’un Maria tout sec à Abisko.
PB parce que tu as bien raison, je suis un vrai merdier! Bastien, pour cette motivation à toute
épreuve. Yo parce que le rouge et le makestorming, c’est la vie. Sandy pour être une valeur
sûre de l’accueil et de la simplicité. Macha, parce que qui sait, ta petite maison solaire sera
peut-être ma mascotte de demain. Emeline pour penser à toi à chaque fois que je vois une pile.
Thib pour ces petits pas de dance en soirée, synonymes de gaîté. Philémon, parce qu’après tes
sondages dans les lacs népalais et dans l’Isère gelée, rien ne t’arrêtera. Ched pour être allergique
à ses lunettes [Lozé et al., 2008] et ta science folle et rigoureuse (P.S. j’ai encore du foin pour
ton prochain lapin). Audrey parce que ça y est, Arnaud est reparti, on a du répit! Romain pour
cette ponctualité faite montre suisse. Teddy pour ces sourires dans l’open space, debout sur tes
béquilles. Laura, classe, rigueur et gaîté sont tes homonymes. Sam pour ton audace en toute
simplicité. Nath, Nico et Isa pour votre entreprise de déstabilisation de votre com’ #YCC. Max
pourcesaprès-midienPeugeot102, pré-Kyoto. Nicopourtesconseilsdécomplexésettonagilité
reconnue ! Benoit, les Lumières étaient à la fois philosophes, scientifiques, poètes, artistes. Tu
en prends le chemin. Robin, Fif, Jason, Martin, parce que vous êtes beaucoup trop vous-mêmes
! Johanna pour avoir refusé de me garder en fond d’écran. Johanna, parce que sur le Roc
échelle-1 je n’accepterai qu’un dossard dessiné à la main. Juliette, pour cette future entreprise
de troc unidirectionnel et pour cette logistique du dernier kilomètre qui passe forcément par
Meylan. Aurélie pour être nettement plus efficace que le reste de la troupe ! Basile, pour ton
enthousiasme de Start-upper. Marco, grand frère des années skis. Marie pour cette insouciance
retrouvée. On s’est donné rendez-vous dans dix ans entre château de sables, hippopotames et
crocodiles... Johanna, Federica, Laura, Simone and Paolo to have made Erasmus come true.
See you soon in Bucharest?
A mon papa, pour nous avoir permis de faire voler les étendards HAPEX-SAHEL et AMMA
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