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Modelling and simulation of train energy consumption for billing purposes in the context of railway sectors open to competition
No full textA travers différentes directives, l'Union Européenne impose progressivement en Europe l'ouverture à la concurrence du transport ferroviaire et du marché de l'électricité. Ainsi, les Entreprises Ferroviaires (EF) qui affrètent des trains circulants sur le réseau ferré Français, peuvent s'approvisionner en énergie électrique auprès du fournisseur de leur choix. La juste affectation aux EF, de l'énergie consommée par leur flotte d'engins nécessite des compteurs d'énergie embarqués, communicant vers un système de collecte et de facturation.Face aux enjeux financiers, RTE et SNCF Réseau doivent garantir une bonne fiabilité du comptage de l'énergie aux EF(s), malgré les dysfonctionnements des compteurs qui ne permettent pas l'exhaustivité des mesures au service d'une consommation effective.Pour répondre à la problématique de la fiabilité des compteurs, des bornes de validation des consommations relevées par les compteurs basés sur des modèles physiques ont été développés. Ces bornes permettent d'augmenter la fiabilité des données de comptage en écartant les mesures aberrantes du point de vue physique.Afin d'améliorer la disponibilité des données de comptage, des estimateurs sont développés dans cette thèse avec comme objectif d'estimer la consommation d'un train pour une circulation donnée, en utilisant une base de données composée par des mesures de compteurs, réalisées sur une ou plusieurs années, validées par les bornes définies précédemment. Les différents estimateurs utilisent en plus diverses sources d'information (temporelles, météo, consommations mesurées dans des sous-stations d'alimentation,…) afin d'améliorer l'estimation de la consommation. Les sources d'information les plus pertinentes sont identifiées, permettant ainsi d'éliminer les sources de bruit.L'impact de l'évolution du réseau ferroviaire vers un smart grid ferroviaire sur la consommation ferroviaire et le comptage de l'énergie est abordé en fin de thèse.Via various directives, the European Union is progressively opening up the rail transport and electricity markets to competition in Europe. As a result, railway undertakings (RUs) that operate trains on the French rail network can obtain their electrical energy from the supplier of their choice. The correct allocation to RUs of the energy consumed by their fleet of vehicles requires on-board energy meters that communicate with a data collection and billing system.In view of the financial stakes, RTE and SNCF Réseau must guarantee reliable energy metering to RUs, despite energy meter malfunctions that do not allow for exhaustive measurements of the actual consumption.In order to address the issue of the energy meters' reliability, validation bounds for the consumption read by the energy meters based on physical models have been developed. These bounds increase the reliability of the metering data by eliminating outliers from the physical point of view.In order to improve the availability of metering data, estimators are developed in this thesis with the objective of estimating the consumption of a train for a given journey, using a database composed of energy meter measurements, performed over one or more years, validated by the previously defined bounds. The various estimators also use various sources of information (time, weather, consumption measured in supply substations, etc.) in order to improve the consumption estimation. The most relevant sources of information are identified, allowing to eliminate sources of noise.The impact of the evolution of the railway network towards a railway smart grid on railway consumption and energy metering is addressed at the end of the thesis
Optimization of self-consumption in a renewable energy community with applications of blockchain
No full textLes communautés énergétiques proposent de nouveaux schémas de consommation de l’électricité, en favorisant les échanges directs entre consommateurs et producteurs locaux. L’augmentation du taux d’autoconsommation requiert une coordination entre ces utilisateurs, pour faire coïncider consommation et production localement. Dans cette thèse, un modèle basé sur la théorie des jeux permet de prendre en compte les habitudes de consommation et les préférences de chaque acteur au sein d’une communauté. Grâce à l’algorithme d’optimisation distribuée ADMM, un consensus est trouvé entre les utilisateurs, tout en respectant les contraintes s’appliquant à l’ensemble de la communauté, sans recours à un agent central. Afin de prendre en compte les contraintes du réseau électrique dans cette stratégie de gestion de l’énergie, on développe un modèle physique de ce réseau. Enfin, pour mettre en œuvre concrètement cette approche, on déploie une blockchain locale, qui met en relation les utilisateurs et implémente l’algorithme d’optimisation. Ainsi, on propose finalement une gestion de l’énergie complètement distribuée, aussi bien théoriquement que pratiquement.Energy communities offer new ways to consume electricity, as they encourage direct trades between local consumers and producers. Increasing the self-consumption rate requires to coordinate users in order to locally adjust consumption and production. In this thesis, a model based on game theory is build that takes into account consumption habits and preferences of each user in a community. Thanks to the distributed optimization algorithm ADMM, the users reach a consensus between them, while community shared constraints are respected, without the need of a central agent. We build a physical model of the grid to take into account electrical constraints in the energy management strategy. Finally, we deploy a local blockchain to implement this distributed approach in a practical way and enable communication between users. As a result, we propose here an energy management system that is fully distributed, theoretically and practically, and works without any central supervisor
Design of a vehicle-to-vehicle fast charging grid and infrastructure using a fleet of shared electric vehicles.
No full textLa recharge rapide Vehicle-to-vehicle (V2V) permet de recharger un véhicule électrique en manque d'autonomie en déchargeant partiellement un ou plusieurs véhicules électriques avec un surplus d'énergie. L'utilisation d'une flotte de véhicules électrique partagés pour la décharge permettrait à son gestionnaire de les valoriser lorsqu'ils ne sont pas utilisés pour le transport. De plus, la recharge des véhicules partagés peut se réaliser à une puissance plus faible que la puissance fournie en recharge rapide, ce qui permet de réduire la puissance de raccordement nécessaire au réseau de distribution, et les renforcements éventuels de ce dernier. Cette réduction de l’appel de puissance pourrait par ailleurs limiter l’impact des recharges sur le réseau aux heures de forte demande en électricité.Cette thèse s'inscrit dans une collaboration entre l'Institut Vedecom et le Laboratoire de Génie Electrique et d'Electronique de Puissance (L2EP). Dans une première partie, l’objectif est d'analyser à l’aide d’un modèle de simulation les bénéfices apportés par le V2V pour les acteurs du réseau électrique, à savoir le gestionnaire du réseau de distribution et de transport. Dans un second temps, la conception d'une architecture d'électronique de puissance permettant le pilotage du transfert d'énergie entre les véhicules, ainsi que sa validation expérimentale, sont réalisées.V2V fast charging enables to recharge an electric vehicle by partially discharging one or several other electric vehicles having an excess of energy. The use of a fleet of carsharing electric vehicles as energy providers allows the carsharing operator to make additional profits when they are not rented. Moreover, the recharge of the fleet can be achieved at lower power than the V2V power transfer. Therefore the grid connection required to provide fast charging is reduced, which can mitigate the necessary grid upgrades. Besides, the lower power demand of the station could reduce the impact of electric vehicle charging at hours of peak power demand on the grid.This thesis is a collaboration between Institut Vedecom and L2EP Laboratory. In a first part, the goal is to build a simulation model of the coupled carsharing/V2V system, in order to assess the benefits for the actors of the grid, namely the Distribution Service Operator and the Transport Service Operator. In a second part, the design of a power converters architecture to control power flow between the vehicles involved and the grid is proposed and its experimental validation is achieved
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
Optimal energy management of Hybrid Railway Power Substations
No full textLa croissance du trafic ferroviaire prévue dans les années à venir pousse les acteurs du système d'électrification ferroviaire à chercher des solutions innovantes leur permettant d'assurer la consommation d’énergie qui y est liée. Une des solutions concerne l'intégration de moyens de production décentralisés et des systèmes de stockage d'énergie dans les installations fixes de traction électrique (IFTE). Dans cette évolution, la thèse vise à contribuer à la conception d'un outil de dimensionnement et de gestion énergétique intelligente des IFTE hybrides (IFTEH). La première partie décrit une méthodologie de conception technico-économique d’IFTEH. A partir d'une architecture générique d'IFTEH, une démarche d'optimisation sur cycle des variables dimensionnelles, mais également des variables de commandes du système de pilotage est proposée. La modélisation en flux d'énergie de l'IFTEH permet ensuite d’appliquer la méthodologie d’optimisation sur un cas d’étude et de comparer plusieurs scénarios d’optimisation. Après le dimensionnement de l'IFTEH, une méthodologie de gestion énergétique est développée afin de répondre aux objectifs énergétiques, économiques et environnementales, à différents horizons temporels de supervision d'IFTEH. Plusieurs scénarios de gestion sont évalués en simulation à travers des indicateurs de performance représentatifs des gains du système. Une étude d’optimisation des paramètres de supervision apporte des réponses concernant l’influence du dimensionnement du système sur la gestion énergétique. Enfin, la robustesse de la supervision énergétique d’IFTEH est analysée lors de la validation expérimentale à l’échelle de puissance du laboratoire.In railway traffic increasing and electricity market liberalization context, railway actors are determined to consider innovative solutions to handle the increasing energy demand for electrical traction. One of the solution concerns the integration of decentralized production and energy storage systems in the railway power substations (RPS). The present research work aims to contribute to the design of a sizing and intelligent energy management tool for the hybrid RPS (HRPS). In the first part of the dissertation, a methodology for the techno-economical design of the HRPS is described. From a HRPS generic architecture, an optimization approach is proposed by considering cycles of dimensional and system control variables. Furthermore, an energy flow model permits to apply the optimization methodology on a study case and to compare different optimization scenarios in order to analyze the sizing and optimal planning of electrical sources and loads for a typical day. After sizing the HRPS, an energy management methodology is developed in order to achieve energy, economic and environmental objectives at different time levels of HRPS supervision. Several energy management scenarios are evaluated in simulation through adapted system gain indicators. An optimization study of the supervision parameters provides additional answers concerning the influence of the system design on its management strategy. Eventually, the HRPS energy management robustness is analyzed during an experimental setup phase at laboratory power scale
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