Contribution à l’application de la théorie des jeux coopératifs à l’écoulement des puissances optimales dans un environnement de l’électricité dérégulé

Abstract

Le problème de la répartition économique d'énergie électrique a pris une importance considérable dans le monde avec l'apparition de la crise d'énergie nécessitant des combustibles de plus en plus chers. Il faut donc planifier les puissances actives et réactives de chaque centrale électrique, de telle sorte que le coût total de fonctionnement du réseau entier soit minimal. D'une autre façon, il faut varier les puissances actives et réactives des générateurs dans certaines limites afin de satisfaire la demande particulière de la charge avec un coût minimal du combustible. Ce processus est appelé l'écoulement de puissance optimal, et parfois, il est connu comme le problème du dispatching économique. La complexité des problèmes d'optimisation de l'écoulement de puissance dans un réseau électrique surtout avec la dérégulation du marché d'électricité et le développement de la production décentralisée fait en sorte qu'il est souvent difficile d'utiliser des méthodes exactes d'optimisation compte tenu du manque de flexibilité des méthodes classiques pour intégrer diverses contraintes spécifiques. Cette thèse identifie un ensemble d'approches documentées en littérature dans le secteur de la théorie des jeux coopératifs (Cooperative Game Theory) (CGT) et étudie leur applicabilité aux calculs du coût et des pertes sur les marchés multilatéraux de l'électricité. Les méthodes de calcul peuvent être largement classifiées dans trois catégories, c.-à-d. classique, exister, et variantes de Valeur de Shapley. L’application de la méthode CGT dans le marché de l’énergie électrique est systématiquement analysée et comparée avec d’autres méthodes en considérant divers exemples de réseaux électriques. La Valeur de Shapley proportionnel est montré pour être parmi le concept le plus plausible. Une procédure de flux de puissance (PF) est appliquée pour calculer les coûts de puissance pour chaque transaction. La comparaison avec d'autres méthodes montre l'efficacité de la méthode de la théorie du jeu coopératif basé sur la valeur de Shapley. Nous constatons que cette méthode permet d’obtenir une répartition équitable et exige moins de temps de calcul. Cette méthode est directement appliquée et n’as pas besoin de n’importe quel programme linéaire ou de n’importe quelle routine d’optimisation.