Artelys effectue une analyse coûts-bénéfices des Smart-Grids avec l’optimiseur open source PowSyBl-Metrix

10 mai 2023

— Lors d'un webinaire organisé par la Linux Foundation Energy et le Global Power System Transformation Consortium, Artelys a réalisé une analyse coûts-bénéfices de renforcement de réseaux électriques en utilisant l'outil open-source PowSyBl-Metrix.
Renforcement des Smart Grids pour la transition énergétique  

L’évolution du réseau électrique représente un élément essentiel pour accompagner la transition énergétique. Néanmoins, cela représente des investissements conséquents qui peuvent être réduits grâce à la mise en place d’alternatives aux renforcements comme l’optimisation de la gestion opérationnelle du réseau grâce aux actions préventives et curatives. Elles doivent être modélisées dans les outils de simulation de réseaux pour assurer la pertinence des analyses coûts-bénéfices des renforcements. 

Simulation avancée du réseau électrique

PowSyBI (Power System Blocks) est une bibliothèque open source sous la gouvernance de la Linux Foundation Energy,dédiée à la simulation de réseaux électriques (Optimal Power Flows, analyse de sécurité, simulation dynamique). Il est spécialisé dans la simulation et l’optimisation des réseaux électriques :  gestion des données liées au réseau (importation à partir de plusieurs formats dont matpower et CIM-CGMES, extractions, fusions, gestion des topologies détaillées et nodales). Cet outil est principalement développé en Java, avec une interface Python et utilise des bibliothèques en C pour des calculs intensifs internes. Les calculs pouvent être distribués sur des clusters HPC.

PowSyBl-Metrix est un outil dédié à la simulation de réseaux électriques contribuant à la planification de renforcement de réseaux dans des contextes de forte pénétration de sources d’énergie renouvelables intermittentes.Il est donc adapté à la simulation d’un grand nombre de scénarios horaires annuels. PowSyBl-Metrix permet d’effectuer des simulations de répartition des flux ou d’optimiser des actions correctives et préventives telles que le redispatching, le délestage de la consommation, l’écrêtement de la production, les changements de topologie, les réglages des transformateurs déphaseurs et des lignes HVDC tout en satisfaisant des contraintes de sécurité à la fois sur le cas de base (N) et après les incidents tels que les pertes de ligne (N-k). Il repose sur un calcul de répartition optimal sous contraintes de sécurité (SC-DCOPF – Security Constrained Direct Current approximation Optimal Power Flow) utilisant un calcul des coefficients d’influencement 100 fois plus rapide grâce à l’utilisation de la formule de Woodbury et un solveur de programmation en nombres entiers open-source spécialement paramétré (Sirius). Par conséquent, la solution est à la fois efficace et entièrement open-source car elle ne repose pas sur un solveur commercial. Toutefois, pour les problèmes les plus difficiles, elle peut être utilisée avec des solveurs commerciaux tels que FICO Xpress, grâce à OR-tools.

La contribution d’Artelys au nom de RTE

Grâce à son expertise dans le domaine des réseaux électriques, Artelys a développé un cas d’usage, mettant en avant les avantages du renforcement du réseau basé sur le système d’essai de fiabilité de modernisation du réseau du lab consortium dirigé par NREL (RTS-GMLC); un réseau électrique hypothétique afin d’évaluer la puissance du logiciel. Les résultats ont démontré la rapidité et l’efficacité de PowSyBl-Metrix pour la réalisation d’analyses coûts-bénéfices de renforcement des Smart Grids.

Cette analyse a été effectuée sur la base de séries temporelles annuelles de la demande et de la production non dispatchable ainsi que des capacités de production dispatchables dans un réseau électrique congestionné.

L’outil a fourni la solution de flux optimale afin de satisfaire la demande tout en respectant les limites de flux pour l’ensemble des éléments du réseau et ce pour toutes les contingences individuelles à une branche. Sur le scénario annuel RTS-GMLC de 8760 heures, PowSyBl-Metrix n’a eu besoin que de 35 secondes pour calculer les dispatchs horaires optimaux.

En complément, Artelys a publié un tutoriel illustrant les fonctionnalités du logiciel sur un réseau afin que les actions puissent être facilement comprises et reproduites.

Si vous souhaitez essayer PowSyBl-Metrix, voici le lien du tutoriel complet ainsi que le webinar associé.

Grâce à la maîtrise dont dispose Artelys dans les solutions de pointes telle que PowSyBl-Metrix, sa gamme de service dans le domaine de la planification du réseau électrique a été élargie. 

Si vous souhaitez avoir davantage d’informations sur la manière dont Artelys peut soutenir vos actions liées au réseau, contactez-nous. 

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