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2. Decentralized demand response for temperature-constrained appliances
- Author
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Patrick Maillé, Nguyen Hoang Son Duong, Ashish Kumar Ram, Laurent Toutain, IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Objets communicants pour l'Internet du futur (OCIF), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Dependability Interoperability and perfOrmance aNalYsiS Of networkS (DIONYSOS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Technische Universität Berlin (TU), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Technical University of Berlin / Technische Universität Berlin (TU)
- Subjects
temperature constraints ,Demand reduction ,General Computer Science ,Maximum power principle ,Computer science ,Internet of Things ,02 engineering and technology ,7. Clean energy ,Reduction (complexity) ,Demand response ,Load management ,Control theory ,0502 economics and business ,FOS: Mathematics ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Overhead (computing) ,Smart Grid ,Mathematics - Optimization and Control ,communication technologies ,050210 logistics & transportation ,05 social sciences ,[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power ,020206 networking & telecommunications ,Grid ,Smart grid ,Optimization and Control (math.OC) ,[MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC] ,Demand Response (DR) - Abstract
The evolution of the power grid towards the so-called Smart Grid, where information technologies help improve the efficiency of electricity production, distribution and consumption, allows to use the fine-grained control brought by the Internet of Things capabilities to perform distributed demand response when requested by the grid. In this paper, we study the demand-response potential of coordinated large numbers of appliances which have to maintain some temperature within a fixed range through the ON/OFF functioning of a temperature modifier. We introduce a mathematical model and methods to coordinate appliances with given requirements, in order to offer a global energy demand reduction for a desirable duration while still satisfying the temperature constraints, and with limited communication overhead. We quantify the maximum power reduction that can be attained, as a function of the reduction duration asked by the grid.
- Published
- 2019
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