Optimisation de la fourniture de flexibilité distribuée sur les marchés de gros concurrentiels en tenant compte des contraintes locales du réseau de distribution.
09/06/2023 à 10h00
Mme Marion PICHOUD présente ses travaux en soutenance le 09/06/2023 à 10h00
À l'adresse suivante : Université Paris Dauphine PSL, Pl. du Maréchal de Lattre de Tassigny, 75016 Paris Salle des thèses - D520
En vue de l'obtention du diplôme : Doctorat en Sciences Economiques
La soutenance est publique
Titre des travaux
Optimisation de la fourniture de flexibilité distribuée sur les marchés de gros concurrentiels en tenant compte des contraintes locales du réseau de distribution.
École doctorale
École doctorale Dauphine SDOSE
Équipe de recherche
UMR 8007 - Laboratoire d’Économie de Dauphine
Section CNU
05 - Sciences économiques
Directeur(s)
M. Jan Horst KEPPLER
Membres du jury
| Nom | Qualité | Établissement | Rôle |
|---|---|---|---|
| M. Jan Horst KEPPLER | Professeur des universités | UNIVERSITE PARIS DAUPHINE - PSL | Directeur de thèse |
| M. Yannick PÉREZ | Professeur des universités | CentraleSupélec | Rapporteur |
| M. Cédric CLASTRES | Professeur des universités | Université Grenoble-Alpes | Rapporteur |
| M. Fabien ROQUES | Associate professor | UNIVERSITE PARIS DAUPHINE - PSL | Examinateur |
| M. Philippe VASSILOPOULOS | Directeur de développement produit | Epex Spot | Examinateur |
| Mme Claire BERGAENTZLÉ | Assistant professor | Université technique du Danemark | Examinatrice |
Résumé
La flexibilité est un élément d’étude assez central du système électrique, d’autant plus avec l’essor des énergies renouvelables, dont certaines sont variables et incertaines. Notamment, la flexibilité distribuée, c’est-à-dire raccordée au réseau de distribution, est un atout aujourd’hui peu développé mais dont l’impact sur le réseau de distribution pourra être important. La flexibilité distribuée concerne à la fois des actions sur la production décentralisée, comme l’écrêtement, et sur la demande décentralisée flexible. Cette demande décentralisée flexible concerne particulièrement le véhicule électrique, dont l’essor pourrait engendrer des contraintes importantes sur le réseau de distribution, à cause du soutirage supplémentaire nécessaire pour la recharge. Cette demande décentralisée flexible est le sujet d’étude de ces travaux. Dans un premier temps, cette thèse discute la valeur de la flexibilité de la demande pour le système électrique, en considérant deux postes de valorisation majeurs : sur le marché de gros, afin de minimiser le coût de production, et sur le réseau de distribution, afin de d’éviter des coûts de renforcements. Cette étude est menée en considérant d’abord que la flexibilité distribuée est valorisée sur le marché de gros, et que les éventuelles contraintes qu’elle génère sur le réseau de distribution sont traitées par des renforcements de ce réseau. Dans un second temps, on mesure l’impact d’un mécanisme permettant de reporter des activations de flexibilité sur le marché de gros quand celles-ci génèrent une contrainte sur le réseau de distribution, appelé « filtrage ». Cette contrainte locale s’exprime sous la forme d’un dépassement de la « puissance maximale » d’un poste source. Cette étude montre que la valeur pour la flexibilité pour les marchés de gros est d’autant plus importante que le pilotage est fin, mais qu’un pilotage fin engendre également des coûts de renforcement élevés sur le réseau de distribution, rendant ainsi un pilotage dit « tarifaire » plus intéressant du point de vue du système électrique dans son ensemble. Le filtrage permettant de s’affranchir presque entièrement des coûts de renforcement, tout en ne diminuant que très peu les gains sur le marché de gros, le pilotage plus fin devient alors plus intéressant, avec environ 1 milliard de gains totaux. Le mécanisme de filtrage fait l’objet d’une étude plus précise dans la deuxième partie de la thèse. Ici, le marché de gros n’est pas modélisé comme un marché parfait avec une échéance unique, et la séquence des marchés court-terme, du J – 1 au temps réel, est détaillée. L’impact de l’échéance de marché court-terme (J – 1, infra-journalier, équilibrage) sur le filtrage est explicité, avec la modélisation des incertitudes de court-terme dans le modèle de marché « ATLAS ». Le mécanisme de filtrage est ainsi intercalé à chaque échéance de marché, entre le moment de la formulation des offres et le moment du clearing de marché. Cette deuxième étude permet de mettre en évidence les gains des flexibilités aux différences échéances de marché et que l’impact du filtrage sur ces gains. Les gains en infra-journalier et sur l’équilibrage permis par le pilotage de la demande flexible jusqu’au temps réel et leur adaptation à l’évolution des prévisions de consommation et de production solaire et éolienne sont importants. Ils représentent plus de la moitié des gains totaux. Ce résultat rend le pilotage jusqu’en temps réel plus intéressant qu’un pilotage tarifaire, même sans filtrage, puisque ces gains ne sont possibles que pour un pilotage fin. En ce qui concerne le filtrage, il n’est efficace, avec le niveau d’erreurs de prévisions simulé, que proche du temps réel, ce qui pose question quant à la possibilité d’une mise en œuvre concrète étant donné sa complexité algorithmique.