Techno-economic optimisation of the mix of power system flexibility solutions / Thomas Heggarty ; sous la direction de Georges Kariniotakis et de Robin Girard

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Réseaux électriques (énergie) -- Planification

Classification Dewey : 621.04

Kariniotakis, Georges (Directeur de thèse / thesis advisor)

Girard, Robin (1980-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Bell, Keith (Président du jury de soutenance / praeses)

Korpas, Magnus (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Lumbreras, Sara (Membre du jury / opponent)

Deane, Paul (Membre du jury / opponent)

Flynn, Damian (Membre du jury / opponent)

Strbac, Goran (Membre du jury / opponent)

Université Paris sciences et lettres (2020-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique (Paris) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Centre Procédés, Énergies Renouvelables et Systèmes Énergétiques. Sophia-Antipolis (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

École nationale supérieure des mines (Paris) (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Résumé / Abstract : Dans le cadre de nos efforts pour atténuer le changement climatique, la production d'électricité à partir de combustibles fossiles est progressivement remplacée par des technologies bas carbone, principalement l'éolien et le solaire. Ce changement mène à une augmentation du besoin de flexibilité du système électrique, tout en retirant les leviers qui permettaient historiquement de la fournir. Une question clé est donc celle de la combinaison optimale de leviers de flexibilité capable d’assurer le bon fonctionnement d’un système à forte pénétration d’énergies renouvelables. Dans cette thèse, nous proposons de nouveaux indicateurs quantifiant différentes facettes de la flexibilité, améliorant notre compréhension et notre capacité à communiquer des recommandations à un public large. Nous nous concentrons ensuite sur l’amélioration de la prise en compte de la flexibilité dans la planification du système électrique, notamment à travers le couplage bidirectionnel de deux types d’outils, le modèle d’expansion de capacité OSeMOSYS et l’outil de simulation du dispatch Antares.

Résumé / Abstract : In our attempt to mitigate climate change, fossil fuel based power generation is gradually being replaced by low-carbon technologies, primarily wind and solar. This is simultaneously increasing the need for power system flexibility and removing our historically dominant way of providing it. A key question to be addressed is hence that of the optimal combination of flexibility solutions able to operate a power system with high penetrations of variable renewables. In this PhD, we propose new metrics quantifying different facets of flexibility, improving our understanding and ability to communicate policy recommendations to wider audiences. We then concentrate on the improvement of the representation of flexibility in power system planning, through the bi-directional soft-linking of two different model types, the capacity expansion model OSeMOSYS and the production cost model Antares.