Contributions to optimization in energy : from bilevel optimization to optimal design of renewable energy plant
Contribuciones a la optimización en energía : desde la optimización Binivel al diseno óptimo de plantas de energía renovable
Contributions à l'optimisation dans le domaine de l'énergie : de l'optimisation bi-niveaux à la conception optimale d'une centrale à énergie renouvelable
Abstract
In this thesis work, we develop and apply optimization techniques in energy design and management. First we focus on bilevel optimization and developed new theoretical analysis for single-leader-multi-follower games with cardinality constraints. It is then applied to optimal location of charging stations for electric vehicles. The second part is dedicated to economic optimization of solar power plants from a long term as well as from a short term perspective. Innovating global optimization approach mixing optimal design of storage and optimal operation in a market context is developed. Then at a short term scale, the optimal control of energy production of a solar power plant is analysed.
En este trabajo de tesis, desarrollamos y aplicamos técnicas de optimización en el dise˜no y gestión de energía. En primer lugar, nos enfocamos en la optimización binivel y desarrollamos nuevo análisis teórico para single-leader-multi-follower games con restricciones de cardinalidad. Luego, se aplica a la localización óptima de estaciones de carga por vehículos eléctricos. La segunda parte está dedicada a la optimización económica de plantas solares desde una perspectiva a largo plazo, así como desde una perspectiva a corto plazo. Se desarrolla un enfoque innovador de optimización global que combina el dise˜no óptimo de almacenamiento y la operación óptima en un contexto de mercado. Luego, a escala a corto plazo, se analiza el control óptimo de la producción de energía de una planta solar.
Dans ce travail de thèse, nous développons et appliquons des techniques d'optimisation dans la conception et la gestion de l'énergie. Tout d'abord, nous nous concentrons sur l'optimisation bi-niveaux et développons une nouvelle analyse théorique pour les jeux à un seul meneur et plusieurs suiveurs avec des contraintes de cardinalité. Cette analyse est ensuite appliquée à la localisation optimale des stations de recharge pour véhicules électriques. La deuxième partie est consacrée à l'optimisation économique, à long terme et à court terme, des centrales solaires à concentration. Une approche innovante d'optimisation globale combinant la conception optimale du stockage et l'exploitation optimale dans un contexte de marché est développée. Ensuite, dans un perspective à court terme, le contrôle optimal de la production d'énergie d'une centrale solaire est analysé.
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