| DC Field | Value | Language |
| dc.contributor.author | OUCHENE, HIbet El RAhmane | - |
| dc.date.accessioned | 2026-10-13T08:37:30Z | - |
| dc.date.available | 2026-10-13T08:37:30Z | - |
| dc.date.issued | 2026 | - |
| dc.identifier.uri | https://repository.esi-sba.dz/jspui/handle/123456789/1077 | - |
| dc.description | Supervisor : Dr. Souleyman Chaib /Co-Supervisor : Dr. Khadidja Henni / Co-Supervisor : Dr. Khalid Benabdeslem | en_US |
| dc.description.abstract | The Energy Internet is the next step after the smart grid. It turns the power network
into a decentralised mesh of intelligent Energy Routers that exchange both electricity and
information. In this kind of network, power is no longer pushed along fixed radial lines.
It has to be routed, hop by hop, over a graph whose line ratings, background traffic and
node efficiencies change all the time. The routing task that follows from this is called the
Energy-Efficient Path problem, and it asks for the multi-hop path that loses the least active
power while respecting thermal limits and router capacities.
Classical solvers have been applied to this problem for more than a decade. Deterministic
shortest-path algorithms need a complete and fresh view of the whole grid. Population-based
metaheuristics such as Ant Colony Optimization and Particle Swarm Optimization spend
far too much time per decision. Tabular Q-routing is fast at run time but breaks down as
soon as the topology changes. None of the three families meets the three requirements of a
real Energy Internet at once, namely low decision latency, low communication cost, and the
ability to work on a grid that was never seen before.
This thesis reviews how Reinforcement Learning and Federated Learning have been used
to answer these limits, and asks what the combination of the two could offer to energy routing.
Reinforcement Learning provides a single-pass decision mechanism that is trained offline
and that runs in milliseconds during operation. Federated Learning provides a way to train
that decision mechanism across many grid operators without moving any local measurement
out of its own site. We survey the main works in three groups, namely learning-based energy
routing, Federated Learning applied to smart grids, and Federated Reinforcement Learning
applied to energy systems. We compare them along latency, communication cost, generalisation
and privacy, and we discuss the open problems that a federated routing agent would
still have to solve. The main one is that grid topologies differ in shape across participants,
which makes plain model averaging a weak answer.
The contribution of this work is a structured and critical reading of a field that is still
fragmented. It maps the existing methods onto the physical requirements of the Energy
Internet, it names the gaps that are not yet covered by any published system, and it proposes
a set of directions for future research.***
L’Internet de l’énergie constitue l’étape qui suit le réseau intelligent. Il transforme le
réseau électrique en un maillage décentralisé de routeurs d’énergie intelligents qui échangent
à la fois de l’électricité et de l’information. Dans ce type de réseau, la puissance n’est plus
envoyée le long de lignes fixes. Elle doit être acheminée, saut après saut, sur un graphe dont les
limites thermiques, le trafic de fond et les rendements des noeuds changent en permanence. Le
problème de routage qui en découle est appelé problème du chemin énergétiquement efficace,
et il consiste à trouver le chemin multi-sauts qui perd le moins de puissance active tout en
respectant les limites thermiques et les capacités des routeurs.
Les solveurs classiques sont appliqués à ce problème depuis plus de dix ans. Les algorithmes
déterministes de plus court chemin exigent une vision complète et actualisée de tout
le réseau. Les métaheuristiques à population, telles que l’optimisation par colonies de fourmis
et par essaims particulaires, consomment beaucoup trop de temps par décision. Le Q-routing
tabulaire est rapide en exécution mais s’effondre dès que la topologie change. Aucune de ces
trois familles ne satisfait en même temps les trois exigences d’un véritable Internet de l’énergie,
à savoir une faible latence de décision, un faible coût de communication et la capacité
de fonctionner sur un réseau jamais rencontré.
Ce mémoire examine la manière dont l’apprentissage par renforcement et l’apprentissage
fédéré ont été utilisés pour répondre à ces limites, et s’interroge sur ce que leur combinaison
pourrait apporter au routage d’énergie. L’apprentissage par renforcement fournit un mécanisme
de décision en une seule passe, entraîné hors ligne et exécuté en quelques millisecondes
pendant l’exploitation. L’apprentissage fédéré offre un moyen d’entraîner ce mécanisme auprès
de plusieurs opérateurs de réseau sans déplacer la moindre mesure locale hors de son
site. Nous passons en revue les principaux travaux selon trois groupes, à savoir le routage
d’énergie fondé sur l’apprentissage, l’apprentissage fédéré appliqué aux réseaux intelligents et
l’apprentissage par renforcement fédéré appliqué aux systèmes énergétiques. Nous les comparons
ensuite en matière de latence, de coût de communication, de généralisation et de
confidentialité, puis nous discutons des problèmes ouverts qu’un agent de routage fédéré devrait
encore résoudre. Le principal tient au fait que les topologies de réseau diffèrent par leur
forme d’un participant à l’autre, ce qui rend la simple moyenne des modèles peu efficace.
La contribution de ce travail est une lecture structurée et critique d’un domaine encore
fragmenté. Elle relie les méthodes existantes aux exigences physiques de l’Internet de l’énergie,
elle nomme les lacunes qu’aucun système publié ne couvre encore, et elle propose un
ensemble de directions pour la recherche future. | en_US |
| dc.language.iso | en | en_US |
| dc.subject | Energy Internet | en_US |
| dc.subject | Energy Router | en_US |
| dc.subject | Energy Routing | en_US |
| dc.subject | Reinforcement Learning | en_US |
| dc.subject | Deep Reinforcement Learning | en_US |
| dc.subject | Federated Learning | en_US |
| dc.subject | Federated Reinforcement Learning | en_US |
| dc.subject | Smart Grid | en_US |
| dc.subject | Graph Neural Networks | en_US |
| dc.subject | Privacy Preservation | en_US |
| dc.title | Intelligent Energy Routing in the Energy Internet: Reinforcement Learning and Federated Learning | en_US |
| dc.type | Thesis | en_US |
| Appears in Collections: | Master
|