Le domaine scientifique, et dans ce cas la recherche opérationnelle, est le bon moyen d’accompagner les acteurs du marché puisqu’il s’agit de déterminer la solution optimale à un problème de planification sous contraintes.
En réponse à ces besoins, le CEA développe depuis plusieurs années More, une bibliothèque de composants, de manière structurée, modulaire et extensible dans un langage dédié spécifiquement à l'optimisation sous contrainte, neutre vis-à-vis des solveurs utilisés. Nous vous proposons ici de comprendre cet outil et de découvrir quelques cas applicatifs.
Au fur et à mesure de l'ouverture progressive des marchés, de nouvelles opportunités sont apparues, allant des marchés de l'énergie, comme le SPOT ou les PPA, en passant par les marchés de flexibilité - mécanisme d'ajustement, marchés de capacité, de réserve primaire, secondaire, rapide ou complémentaire - jusqu'aux appels d'offre de la CRE et au marché des quotas de carbone. Nombre d'opportunités donc, mais au prix d'une augmentation de la complexité globale du système avec l'introduction de règles de marché, codes réseau, lois et règlements, politiques publiques, nouveaux acteurs, nouveaux usages et moyens de production.
La planification des moyens de production ou de stockage qu'un acteur doit annoncer au gestionnaire de réseau la veille pour le lendemain, appelée Programme d'Appel, est une tâche complexe. Elle fait intervenir différents objectifs, demande d'arbitrer la participation à différents marchés, et de respecter de nombreuses contraintes : celles des moyens techniques de production, de stockage ou de consommation, celles associées aux règles du gestionnaire de réseau, celles requises pour l'accès aux marchés …
Le CEA à l'INES est partenaire de différents industriels du domaine, qui vont des gestionnaires de réseau, aux grands énergéticiens en passant par toutes les tailles de producteurs/exploitants, et ce depuis des années. Il a mis en place une stratégie de R&D agile qui prend en compte les évolutions rapides et constantes du contexte énergétique et lui permet de capitaliser.
La méthodologie employée repose sur le développement de modèles dans un langage dédié spécifiquement à l'optimisation sous contrainte et qui est neutre vis-à-vis des solveurs utilisés in fine.
Nos chercheurs développent ces modèles de manière structurée, modulaire et extensible, et les regroupent dans une bibliothèque de composants.
Cette bibliothèque est un outil clé :
- Elle est constituée de modèles développés avec des processus explicables, fiables et auditables ;
- Elle peut être utilisée comme un outil d'aide à la constitution des offres sur le marché ;
- Intégrée au sein d'un outil de simulation, elle est une brique pour développer, évaluer et tester un Energy-Management-System opérationnel (incluant la planification, la gestion de l'énergie et la gestion des puissances) qui pourra être déployé sur le terrain.
Exemples d'utilisation de cette bibliothèque afin de répondre à des besoins de partenaires industriels :
- Participation d'une batterie aux marchés SPOT et ceux des réserves primaires et secondaires pour un système composé de photovoltaïque et batterie (voir CAS D'ETUDE)
- Pilotage de la température intérieure d'un bâtiment en garantissant le confort thermique des occupants et en étant soumis à une tarification de l'électricité indexée aux prix du marché SPOT
- Participation d'une unité de production d'hydrogène aux marchés de réserves primaires et secondaires
- Pilotage d'une centrale photovoltaïque dotée d'un stockage batterie soumis aux exigences des appels d'offre de la CRE en zone non interconnectée
Curieux de savoir comment nos chercheurs pourraient vous aider à optimiser vos opérations et vos affaires ?
Le développement de ces outils et méthodes est réalisé dans le cadre de l'ITE INES.2S qui bénéficie d'une aide de l'Etat français au titre du Programme d'Investissements d'Avenir (ANR-10-IEED-0014-01).
CAS D'ÉTUDE - Participation d'un stockage batterie aux marchés SPOT et ceux des réserves primaires et secondaires pour un système photovoltaïque & batterie
Dans cette étude, nos chercheurs vont optimiser la fourniture d’énergie produite et/ou stockée sur les marchés spot et en services pour le réseau en tenant compte de toutes les contraintes techniques et de marchés. Par exemple, l’outil généré dans ce cas contraint l’état de charge de la batterie de telle sorte qu’à chaque instant la batterie puisse maintenir pendant au moins 2 heures la fourniture de la totalité de la réserve secondaire. Il garantit qu’à chaque instant les niveaux de puissance attendus peuvent être atteints si la totalité des réserves est appelée. Il limite aussi le nombre de cycles réalisés par la batterie afin d’en préserver la durée de vie.
