Umar Hashmi

This paper proposes a decentralised, real-time peer-to-peer (P2P) energy trading framework for low-voltage distribution networks that integrates Dynamic Operating Envelopes (DOEs) directly within market operation. A novel DOE formulation is developed in which each prosumer computes grid-feasible import and export limits locally using nodal voltage sensitivity coefficients and point-of-connection voltage measurements, without requiring centralised optimisation or iterative power flow. The computed DOEs are embedded into a network-aware double auction, ensuring that only physically feasible bids participate in market clearing. In addition, a composite affinity-based peer matching mechanism is introduced, combining electrical distance, price compatibility, and DOE feasibility to guide localised and network-efficient trades. The framework is evaluated on a three-phase unbalanced residential feeder under progressively network-aware scenarios, including unconstrained trading, DOE-constrained markets, and affinity-guided matching. Results show that integrating DOEs within bid formation significantly reduces voltage violations and network congestion, while affinity-based matching further decreases losses and improves trade locality. Compared to network-agnostic trading, the proposed approach achieves improved social welfare, higher prosumer revenues, and increased consumer savings, with only marginal reduction in total traded energy. The proposed framework provides a scalable and privacy-preserving approach for coordinating market and network objectives in decentralised energy systems.

Optimisation et contrôle du stockage dans les réseaux intelligents: Cette thèse est motivée par les transformations des systèmes d'énergie électrique, dues à une plus grande intégration des énergies renouvelables et à un modèle de consommation en évolution. Le stockage d'énergie est une solution possible pour faciliter une transition en douceur, garantissant la stabilité du système d’alimentation électrique. Dans cette thèse, la batterie Li-Ion a un double rôle de stockage d'énergie. Premièrement, il est utilisé par les consommateurs individuels pour minimiser le coût de l'électricité. Cela se fait par un arbitrage énergétique basé sur le prix de l'électricité, la correction du facteur de puissance, la réduction de la demande de pointe et la préservation de l'énergie. Ensuite, il est également utilisé pour augmenter la fiabilité et la stabilité du réseau électrique, en effectuant une régulation dynamique et une phase d'équilibrage. Le coût des batteries étant toujours élevé, l’importance est également accordée à la santé de la batterie compte tenu de sa dégradation dans les formulations d’optimisation et de contrôle. Plusieurs études de cas utilisant des données réelles sont menées pour évaluer les performances des algorithmes de contrôle et d’optimisation du stockage. Nous notons que la baisse des prix des batteries et la part croissante des énergies renouvelables intermittentes ne feront qu’augmenter la pertinence de ces travaux pour les futurs réseaux électriques.