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Communication Dans Un Congrès Année : 2020

Optimal engagement and operation of a PV/battery system

Engagement optimal de production d'une centrale solaire photovoltaïque

Résumé

Dans le contexte international de la transition énergétique bas-carbone, émergent des systèmes de soutien au développement des énergies renouvelables. Les appels d'offre de la Commission de Régulation de l'Énergie en France pour les zones non interconnectées [1], portent spécifiquement sur le raccordement de centrales photovoltaïques aux réseaux électriques des îles (Corse, Antilles, La Réunion,...), afin de les alimenter en complément, voire en remplacement, des énergies fossiles. Dans ce marché, le gestionnaire du réseau principal s'engage à acheter à un prix donné, majoré en période de pointe du soir, toute l'électricité que le producteur-le gestionnaire de l'installation-s'engage à fournir la veille pour le lendemain. Tout écart entre la production réelle et l'engagement, au-delà d'une certaine tolérance, est pénalisé financièrement. Pour maximiser leur utilité et afin de compenser la variabilité de l'énergie solaire et ses prévisions imparfaites, ces installations sont généralement équipées de solutions de stockage de l'électricité, telles que des batteries au lithium. L'opération quotidienne d'une installation donnée se traduit alors par deux problèmes d'optimisation imbriqués : (1) déterminer un engagement de production pour le jour suivant de profit (vente d'électricité moins les pénalités) maximal, compte-tenu des prévisions d'ensoleillement et (2) planifier le jour même, en temps réel, les opérations de charge et décharge des batteries, d'écrêtage du surplus d'énergie solaire, d'achat et de vente d'électricité sur le réseau, pour minimiser l'écart à l'engagement. Dans [2], nous comparons des approches standard de résolution (programmation mathématique, algorithme génétique couplé à un simulateur numérique, système expert) de ces problèmes dans un contexte déterministe, i.e. en supposant le profil d'ensoleillement connu. L'expérimentation dans un environnement simulé d'un cas d'étude réel permet d'observer le bénéfice substantiel de l'approche de programmation mathématique basée sur un modèle (quadratique convexe en nombres entiers) relativement sommaire de la dynamique du système : les approximations du modèle (sur les rendements de conversion, l'état de santé des batteries,...) sont compensées par le recalcul chronique de la solution de production dans la boucle de contrôle, et elles garantissent des temps de calcul courts et une preuve d'optimalité. Dans ces travaux, nous tenons compte également des incertitudes sur la production solaires et dérivons une approche d'optimisation robuste par programmation bi-niveau.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03022974 , version 1 (25-11-2020)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03022974 , version 1

Citer

Arnold N'Goran, Sophie Demassey. Engagement optimal de production d'une centrale solaire photovoltaïque. ROADEF'20 - 21ème congrès annuel de la Société française de Recherche Opérationnelle et d'Aide à la Décision, Feb 2020, Montpellier, France. ⟨hal-03022974⟩
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