Chapitre II : Les fonctions objectives
II.3. Description et Formulation du Problème
Pour atteindre les objectifs souhaités en matière de gestion de l’énergie d’un micro réseau, une stratégie est nécessaire. De nombreuses recherches ont été menées sur de telles stratégies axées sur minimiser les coûts d'exploitation. Le coût d’exploitation comprend le coût de maintenance de DER, le coût du carburant et le coût de l'électricité achetée auprès du service public. Dans [39]un expert un système de gestion de l'énergie est proposé pour les micro- réseaux. Il vise à minimiser le fonctionnement coût ainsi que les émissions nettes de ressources énergétiques. Cependant, la demande de charge pris en compte dans ce travail de recherche n’est pas équilibrée. Récemment, de nombreux algorithmes d'optimisation ont été proposés pour traiter le problème HEMS dans SG. La grande majorité de ces algorithmes ont des paramètres de contrôle spécifiques à ajuster, qui représentent comme les principaux facteurs d'influence sur leurs performances, réduit la complexité de calcul et évite de rester bloqué dans l'optimum local. En revanche, les autres paramètres sont généralement la taille de la population et le nombre maximal de générations (d’itérations). Dans ce contexte, choisir labonne approche d'optimisation pour un tel problème constitue également un défi. Les principaux objectifs de SG sont la réduction de la facture d'électricité, la réduction du PAR, la maximisation du confort de l'utilisateur et la gestion optimale de la charge. Dans la littérature susmentionnée, il n’existe pas de couverture inclusive des avantages de la SG dans laquelle certains chercheurs s'intéressent à la réduction de la facture d’électricité et à la réduction du PAR, tandis que d’autres se concentrent sur la maximisation du confort des utilisateurs et la gestion optimale de la charge. En général, l'objectif commun est de réduire les factures
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d'électricité avec une satisfaction maximale du confort des utilisateurs. Mais le plus important est de savoir comment réduire les factures d'électricité sans compromettre le confort des utilisateurs (satisfaction maximale du confort des utilisateurs) et réduire la valeur PAR. En cela, une nouvelle technique d’approche (WOA) est basée sur l’optimisation de Baleines à bosse a proposée pour aborder le problème d’optimisation de la consommation d’énergie dans les résidences intelligentes. Il est également considéré comme un traitement efficace pour certaines limitations des techniques susmentionnées dans les travaux correspondants.
II.3.2. Objectifs
Les principales contributions de ce travail sont: Programmation des appareils ménagers.
Réduction du coût de l’électricité (CE) et du PAR. Équilibrer la charge.
Protection du confort du client (UC).
Une analyse comparative est également présentée. II.3.2.1. Fonction- Objectifs
L’objectif principal de notre technique de planification est de réduire le coût total en énergie du consommateur avec l’amélioration possible du ratio moyen maximal et de protéger le confort des utilisateurs en réduisant au minimum le temps d’attente pour éviter leur frustration. La fonction objective peut être définie comme suit: Trouver une planification optimale des appareils ménagers à chaque intervalle de temps afin de réduire le coût en électricité payé par les utilisateurs finaux. Chaque appareil caractérise avec un seul statut est soit ON, soit OFF. Le modèle mathématique d'optimisation peut être défini par Eq. 1
( )
, 1 1 min App T prix app a t t a X t E ϕ = = × × ∑ ∑
(1)L t
( )
= Einterru( )
t +Edéplaçable( )
t +Efixe( )
t (2)( )
thL t ≤λ (3)
Planifier non plinifier total total
L = L (4)
CtotalPlanifier〈 Ctotalnon plinifier
(5)
tα < <t tβ (6)
( )
[ ]
0,1 .27
( )
interru
E t : La consommation totale d'énergie des appareils interruptible.
( )
déplaçable
E t : La consommation totale d'énergiedes appareils déplaçables.
( )
fixe
E t : La consommation totale d'énergie des appareilsfixes.
tα: Heure de début d'un appareil.
tβ: Heure de fin d'un appareil.
,
prix a t
E : Prix de l'électricité à l'intervalle de temps t.
( )
X t : L’état de chaque appareil.
app
ϕ
: Facteur de puissance.( )
L t : Consommation électrique de tous les appareils à l'intervalle de temps t.
Planifier total
L : Charge journalière totale planifiée. non plinifier
total
L : Charge journalière totale non planifiée.
Planifier total
C : Coût total planifié par jour. non plinifier
total
C : Coût total non planifié par jour.
Les contraintes de notreproblème d'optimisation peuvent être résumées dans les équations (2− 7). L'équation (4) indique que la consommation totale d'énergie doit rester la même avant et après la planification. Cela garantit également que la durée de fonctionnement de tout appareil ne soit pas influencée par le processus de planification. La contrainte dans l'équation (5) indique que le coût total pendant les 24 heures de charge programmée doit être inférieur au chargement non programmé par jour. [40]
II.3.2.2. Consommation d'énergie
La forme mathématique permettant de calculer la consommation d'énergie est la suivante [40]:
28
( )
1 1 App T consommation app t a Energie ϕ X t = = = × ∑ ∑
(8) II.3.2.3. Équilibrage de chargeLa stabilité du réseau est nécessaire pour assurer la continuité du service et fidéliser la clientèle. La réduction de la valeur de PAR conduit à maintenir l’équilibrage de la charge et à réduire les coûts d’électricité. Il est calculé mathématiquement par l'équation. (9) [40]
(
)
(
)
arg arg max planifier ch e planifier ch e L PAR avg L = (9)II.3.3. Modèle de système proposé
La figure II.3 montre le graphique du modèle proposé. La maison est composée de quinze appareils intelligents, qui sont classés selon la nature du modèle de consommation d'énergie. Pour le calcul du coût de l’électricité, nous utilisons les signaux RTP et CPP. L'objectif principal est de réduire le coût énergétique total et la valeur PAR du consommateur, tout en préservant son confort.
La maison intelligente est directement connectée à un réseau. Le compteur intelligent sert de pont entre la société de services publics et le consommateur afin de permettre à la compagnie d’électricité de communiquer les signaux de tarification et les horaires de maintenance préventive. Dans le travail actuel, les appareils sont programmés sur une période de 24 heures. Comme le LOT de certains appareils est inférieur à 60 minutes, nous divisons un jour en 120 créneaux horaires égaux avec un intervalle de temps de 12 minutes. Par conséquent, deux types de décision sont considérés: (i) toutes les heures et (ii) toutes les 12 minutes. L'objectif principal est de réduire le coût énergétique total et la valeur PAR du consommateur tout en garantissant le confort des utilisateurs.
29 Figure. II.3 modèle de système proposé
II.4. Formulation mathématique