An advanced system of power management to coordinate production and consumption in buildings

Un système avancé de gestion d'énergie dans le bâtiment pour coordonner production et consommation

Ha Duy Long (1)

1 G-SCOP - Laboratoire des sciences pour la conception, l'optimisation et la production

This PhD thesis contributes to the power management in buildings. It is shown that, by providing appliances with optimization algorithms and communication abilities, it is possible to improve energy consumption and production in buildings by exploiting the degrees of freedom coming from user requests and appliance behaviors. A mathematical formulation and a multi-layer control architecture composed of three layers: predictive, reactive and local layers, are proposed in order to optimize user's comfort, economical and environmental criterion. Different solving approaches based on hybrid metaheuristics and dynamic programming are proposed. A multi-parametric programming is used to take into account big uncertainties. It has been applied to the power management of a photovoltaic building and to the prevention of blackouts using sets of buildings equipped with intelligent and communicating home automation systems.

Le travail présenté contribue à la gestion de la consommation et de la production d'énergie dans le bâtiment. L'objectif est de montrer qu'en dotant les équipements domotiques d'algorithmes d'optimisation et de facultés de communication, il est possible de mieux maîtriser la consommation dans le bâtiment en exploitant les degrés de liberté offerts par l'usager et ceux liés au fonctionnement des équipements. Une formulation mathématique et une architecture de conduite structurées en trois niveaux : prédictif, réactif et local, sont proposées dans le but d'optimiser le confort de l'usager, les coûts économiques et environnementaux. Plusieurs approches de résolution à base de métaheuristiques hybrides et de programmation dynamique sont proposées. La programmation multiparamétrique est utilisée pour la prise en compte des grosses incertitudes. Ces résultats ont été appliqués à la gestion d'énergie d'un bâtiment photovoltaïque et à la prévention de blackouts par un délestage intelligent.

Mots clés: Energy management; building; optimization; home automation system; predictive control; hybrid system; hybird metaheuritics; dynamic programming; multiparametric programming

Mots clés: gestion de l'énergie; bâtiment; optimisation; domotique; commande prédictive; métaheuristiques hybrides; programmation dynamique; programmation multiparamétrique

Domaines: Modélisation et simulation

Ha Duy Long. Un système avancé de gestion d'énergie dans le bâtiment pour coordonner production et consommation. Modélisation et simulation. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00260143v1⟩