[PDF] Caractérisation aveugle de la courbe de charge électrique

View - Download Caractérisation aveugle de la courbe de charge électrique

Previous PDF

Next PDF

THESE DE DOCTORAT

SPÉCIALITÉ:PHYSIQUE

ÉCOLEDOCTORALE"SCIENCES ETTECHNOLOGIES DE L"INFORMATION,

DESTÉLÉCOMMUNICATIONS ET DESSYSTÈMES»

Présentée par : MABROUKAELGUEDRICaractérisation aveugle de la courbe de charge électrique :

Détection, classification et estimation des usages dans les

secteurs résidentiel et tertiaireSoutenance prévue le 9 novembre 2009 devant les membres du jury

Monsieur BÉNIDIRMESSAOUDExaminateur

Monsieur D"URSOGUYEncadrant EDF

Monsieur FLEURYGILLESDirecteur de thèse

Monsieur HEBRAILGEORGESRapporteur

Monsieur IDIERJÉRÔMEExaminateur

Monsieur LAJAUNIECHRISTIANCo-directeur de thèse

Madame MARTINNADINEExaminatrice

Monsieur TOURNERETJEAN-YVESRapporteur

À Toi le Très-Constant,

À toi le guide, le modèle,

À ma famille, mes amis et mes collègues,

À mes grands-parents paix à leurs âmes,

A nous.

Table des matières

Table des matières

i

Table des figures

vi

Liste des tableaux

x

Introduction générale

1

1 Problématique et état de l"art

7

Introduction

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.1 Problématique industrielle

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.1.1 Contexte et motivations

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.1.2 Objectifs

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.1.3 Contraintes industrielles et stratégie envisagée

. . . . . . . . . . . . . . 10

1.1.4 Données d"entrée et connaissances annexes

. . . . . . . . . . . . . . . 11

1.1.5 Synthèse

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.2 Formalisation du problème de lacaractérisationde la CdC. . . . . . . . . . . 13

1.2.1 Notations et définitions utiles

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.2.2 Une définition de la "caractérisation de la CdC» revisitée. . . . . . . 14

1.2.3 Les problèmes sous-jacents à la caractérisation de la CdC

. . . . . . . . 15

1.3 État de l"art

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.3.1 Historique

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.3.2 Critères de classification des études antérieures

. . . . . . . . . . . . . 20

1.3.3 Méthodes et modèles proposés

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Synthèse : avantages et limites

. . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Conclusions et discussions

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2 Analyse des signaux en vue de l"extraction de connaissances sur les usages

25

Introduction

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.1 Démarche expérimentale

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.1.1 Description des données : cas du secteur résidentiel

. . . . . . . . . . . 26

2.1.2 Description des données : cas du secteur tertiaire (hypermarché)

. . . . 27

2.2 Analyse des signaux

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.2.1 Définitions et notations

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.2.2 Le chauffage par convecteurs

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.2.2.1 Généralités sur le chauffage par convecteurs

. . . . . . . . . 31 i

2.2.2.2 Analyse des signaux. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.2.3 L"eau chaude sanitaire (ECS)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.2.3.1 Loi de l"amplitude moyenne

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.2.3.2 Lois des durées

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.2.4 Le froid alimentaire

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.2.4.1 Premier cas : le secteur résidentiel

. . . . . . . . . . . . . . . 47

2.2.4.2 Deuxième cas : le secteur tertiaire - froid alimentaire dans un

hypermarché . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.2.5 Les "gros» appareils électroménagers

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.2.5.1 Présentation des appareils électriques ciblés

. . . . . . . . . . 52

2.2.5.2 Analyse de signaux

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.2.6 Les appareils de cuisson

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.2.7 Analyse d"exemples de CdC

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.2.7.1 Cartographie des principaux usages chez deux clients particu-

liers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.2.7.2 Propriétés de la CdC générale et représentations adaptées

. . 60

2.2.7.3 Analyse événementielle pour la reconnaissance du chauffage

64

2.2.7.4 Foisonnement du chauffage et du chauffe-eau

. . . . . . . . . 66 Synthèse de l"analyse des signaux d"usages électriques . . . . . . . . . . . . . 67

Orientations méthodologiques

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

3 Segmentation automatique de la courbe de charge

69

Introduction

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.1 Méthodologie de segmentation de la CdC

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.1.1 Position du problème

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.1.2 Approche envisagée

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

3.2 Segmentation "chauffage / autre»

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

3.2.1 Domaines transformés adaptés

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

3.2.1.1 Le spectrogramme : un domaine de représentation adapté au

chauffage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

3.2.1.2 La densité des événements

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.2.2 Détection du chauffage dans le domaine temps-fréquence

. . . . . . . 72

3.2.2.1 Une "nouvelle» méthode d"interprétation du spectrogramme

72

3.2.2.2 Segmentation du spectrogramme

. . . . . . . . . . . . . . . 75

3.2.2.3 Extraction des motifs spectraux "pertinents»

. . . . . . . . . 78

3.2.2.4 Identification du support temporel du chauffage électrique

. . 80

3.2.2.5 Contributions et discussions

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

3.2.3 Détection du chauffage par seuillage de la densité des événements

. . . 83

3.2.3.1 Connaissancesa priori. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

3.2.3.2 Approche proposée

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3.2.3.3 Illustrations

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

3.2.3.4 Amélioration du détecteur du chauffage

. . . . . . . . . . . . 88

3.2.3.5 Contributions et discussions

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.3 Segmentation "ECS / autre»

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.3.1 Principe

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 ii

3.3.2 Détection des événements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

3.3.2.1 Test de Page-Hinkley aveca priori. . . . . . . . . . . . . . 92

3.3.2.2 Sélection des événements pertinents

. . . . . . . . . . . . . . 93

3.3.3 Détecteur séquentiel de l"ECS

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

3.4 Évaluation des algorithmes mis en oeuvre

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

3.4.1 Performances de la segmentation chauffage / autres usages

. . . . . . . 95

3.4.1.1 Taux d"erreur de segmentation

. . . . . . . . . . . . . . . . . 95

3.4.2 Performances de la segmentation du chauffe-eau / autres usages

. . . . 98

Synthèse

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

4 Estimation des caractéristiques d"usages à partir de la CdC

103

Introduction

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

4.1 Objectifs

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

4.2 Estimation de l"énergie consommée par le chauffage

. . . . . . . . . . . . . . 104

4.2.1 Démarche

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

4.2.2 Modèle de l"énergie consommée par le chauffage

. . . . . . . . . . . . 104

4.2.3 Estimation du modèle de l"énergie du chauffage

. . . . . . . . . . . . . 105

4.2.3.1 Estimation des énergieser,eHeteB. . . . . . . . . . . . . . 105

4.2.3.2 Estimation du nombre de convecteursNco(t). . . . . . . . . 109

4.2.3.3 Estimation des "constantes du profil-consommateur»

. . . . 112

4.2.4 Procédure d"estimation de l"énergie du chauffage

. . . . . . . . . . . . 112

4.2.5 Evaluation de l"estimation de l"énergie consommée par chauffage

. . . 113

4.3 Estimation de l"énergie consommée par le chauffe-eau

. . . . . . . . . . . . . 117

4.3.1 Principe

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

4.3.2 Résultats et discussions

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

4.4 Identification des paramètres d"un modèle

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

4.4.1 Exemples de modèles d"amplitude

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

4.4.2 Estimation du modèle de l"ECS

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

4.4.3 Résultats

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

4.5 Estimation des paramètres dans un cadre probabiliste

. . . . . . . . . . . . . . 121

4.5.1 Estimation par MV des amplitudes des compresseurs

. . . . . . . . . . 121

4.5.2 Estimation MAP des caractéristiques du chauffage électrique

. . . . . . 121

Synthèse

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

5 Séparation des sources de la CdC générale

125

Introduction

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

5.1 Approche probabiliste de décomposition de la CdC du chauffage

. . . . . . . . 126

5.1.1 Modèle stochastique

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

5.1.1.1 Loisa priori. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

5.1.1.2 Vraisemblance des données

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

5.1.1.3 Loia posteriori. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

5.1.2 Estimation des paramètres

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

5.1.2.1 Exploration de l"espace d"état de la CdC

quotesdbs_dbs50.pdfusesText_50

[PDF] charge electrique electron

[PDF] charge électrique élémentaire

[PDF] charge électrique formule

[PDF] charge électrique proton

[PDF] charge électrique q=ne

[PDF] charge électrique unité

[PDF] charge et décharge d'un condensateur tp corrigé

[PDF] charge sur exercice antérieur comptabilité

[PDF] chargée de développement commercial

[PDF] charges de personnel calcul

[PDF] charges de personnel comptabilité

[PDF] charges de personnel définition

[PDF] charges du personnel comptabilité marocaine

[PDF] charia texte intégral pdf

[PDF] charika