Développement de moteurs d’optimisation pour minimiser les réductions de production sur le réseau de distribution

En tant que principal GRD en France, Enedis doit résoudre les violations prévues des contraintes physiques et contractuelles une journée à l’avance (surtensions ou sous-tensions, surcharges, dépassement de la capacité autorisée, …) afin d’exploiter son réseau efficacement et en sécurité tout en minimisant les investissements.

Artelys développe et maintient en conditions opérationnelles deux outils d’optimisation pour le GRD français Enedis, en collaboration avec EDF R&D. Ce projet vise à assister les exploitants réseau dans la résolution des violations potentielles de contraintes physiques et contractuelles au moindre coût.

Basée sur des moteurs de calcul de flux optimal de puissance (Optimal Power Flow – OPF), la solution fournit d’abord une séquence d’opérations à réaliser pour atteindre le schéma d’exploitation généré (par exemple ouverture/fermeture d’interrupteurs permettant de choisir la meilleure configuration radiale du réseau adaptée aux conditions d’exploitation). Dans un second temps, d’autres actions correctives sont appliquées pour résoudre les congestions ou contraintes résiduelles, toujours avec un objectif de minimisation des coûts pour l’exploitant (limitation de production, activation de flexibilité, réglage des prises de transformateurs, ou modification du point de consigne de tension ou de puissance réactive).

Le problème mathématique est résolu par programmation linéaire en nombres en entiers mixtes (CPLEX, GLPK, etc.), les équations de flux de puissance AC étant linéarisées de manière à ce que les contraintes d’intensité et de tension puissent être représentées.

MARI : Mise en œuvre du moteur d’équilibrage du marché pour la plateforme européenne d’échange de réserves de restauration de la fréquence manuelles (mFRR)

Artelys a développé le moteur de calcul pour le projet MARI (Manually Activated Reserves Initiative). MARI est la plate-forme européenne pour l’échange d’énergie d’équilibrage provenant des réserves de restauration de fréquence à activation manuelle (mFRR), mise en œuvre conformément à la réglementation européenne.

Artelys a d’abord réalisé une étude initiale afin de concevoir une solution étendant le module d’optimisation développé pour le projet TERRE pour l’activation de la réserve complémentaire et répondant aux exigences techniques de fiabilité et de haute performance de MARI. Suite à cette première phase de conception, Artelys a ensuite implémente l’algorithme de couplage de marché pour la plateforme MARI.

La plateforme MARI est en opération depuis octobre 2022 et les gestionnaires de réseaux de transport Européen s’y connectent graduellement. Artelys est désormais responsable des évolutions complémentaires des algorithmes et du maintiens de l’outil en conditions opérationnelles, 24h/24, 7j/7.

Développement d’une plateforme de simulation des automates de zones permettant de minimiser les écrêtements éoliens pour un GRT

En France, des automates sont déployés dans plusieurs zones du réseau de transport d’électricité. À partir de mesures des postes électriques de la zone, ces automates prennent des actions d’exploitation permettant de résoudre les congestions en temps réel dans leur zone : écrêtement de production renouvelable, gestion de batteries, ou enclenchement de disjoncteur avant ou après la survenue d’un incident. Ces actions sont contrôlées par des algorithmes implémentés par RTE. La validation et l’amélioration de ces algorithmes sont donc des enjeux importants pour assurer une bonne gestion des congestions à l’échelle du réseau de transport d’électricité.

Dans le cadre de ses activités opérationnelles pour le développement des réseaux d’énergie, Artelys accompagne le GRT d’électricité français RTE dans la validation des algorithmes utilisés dans le processus de décision des automates de zones. Pour ce faire, Artelys a développé une plateforme de simulation s’appuyant sur le simulateur dynamique de réseaux électriques PowSyBl Dynawo.

La mission de cette plateforme se décline en plusieurs objectifs :

• Simulation d’incidents réseau (N-1) à différentes échéances, dans ou à l’extérieur des zones d’action des automates
• Mise en place d’un bruitage des mesures utilisées par l’automate pour évaluer l’impact du bruit sur les décisions prises
• Le réseau et l’action des automates sont simulés à l’aide de PowSyBl Dynawo
• Génération d’indicateurs de performance

Cette prestation a fait appel à notre expertise en optimisation mathématique et algorithmique, ainsi qu’à nos compétences et connaissances avancées sur les réseaux de transport et le simulateur dynamique de réseaux électriques PowSyBl Dynawo.

Développement d’un outil d’aide à la décision pour les actions correctives topologiques dans le cadre de la gestion des congestions pour le GRT néerlandais TenneT

Le projet pilote se concentre sur la zone de Groningue-Drenthe, dans le nord-est du pays, caractérisée par une forte pénétration de l’énergie solaire et une faible consommation, ce qui entraîne des problèmes de congestion récurrents.

L’outil GridOptions fournit des analyses sur les stratégies à adopter pour le jour suivant afin de prévenir ou limiter ces épisodes de congestion. L’approche utilisée pour élaborer ces stratégies peut être résumée comme un algorithme de programmation dynamique combinée à des heuristiques. Dans un premier temps, les flux de charges sont calculés pour une large sélection de topologies de réseau, en utilisant des prévisions de la charge et de la production d’électricité. Cette liste de topologies est réduite à l’aide d’une heuristique favorisant les topologies avec la plus longue période sans congestion. Finalement, un graphe de décisions séquentielles des états du réseau est construit, et des stratégies en sont dérivées à l’aide de l’algorithme de Dijkstra.