Contributions to optimization in energy from bilevel optimization to optimal design of renewable energy plant

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 analyzed.

En este trabajo de tesis, desarrollamos y aplicamos técnicas de optimización en el diseño 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 diseño 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.