A multi-scale modeling framework to build long-term optimal and secure investments trajectories for power systems in transition - PASTEL - Thèses en ligne de ParisTech
Thèse Année : 2024

A multi-scale modeling framework to build long-term optimal and secure investments trajectories for power systems in transition

Vers une approche multi-échelles dans les exercices de prospective long-terme

Yacine Alimou
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1489769
  • IdRef : 282547126

Résumé

Long-term energy scenario modeling and dispatch simulations are two key stages in the methodology for a cost-effective transition to a low-carbon power system. Although these stages are equally important, they are often performed independently. This decoupled approach can lead to future investment trajectories decided by long-term energy models with no guarantee of a reliable electricity supply. To tackle this problem, the aim of this PhD is to develop a multi-scale framework using a multi-model approach to address European power system adequacy requirements in the long term.
Les exercices de prospective long-terme et les simulations de l’équilibre offre-demande sont deux éléments clefs de la planification/opération `a moindre coût du système électrique. Le premier vise `a déterminer une trajectoire d’investissements `a partir de scénarios exogènes d’évolution du contexte énergétique global. En revanche, le second a pour but principal de diagnostiquer les risques de défaillance possibles, `a parc de production donné. Malgré leur évidente proximité, ces exercices sont souvent port´es et mis en œuvre de fa¸con complètement indépendante. Cette approche totalement découplée conduit les prospectivistes `a proposer des plans long-terme sans aucune analyse pertinente du risque de défaillance. Symétriquement, les études d’équilibre offre-demande `a moyen-terme (cinq `a dix ans) sont confrontées aux plus grandes difficultés lorsqu’il s’agit de valider la rentabilité des investissements nécessaires pour ”passer la pointe”. Il s’agit dans cette thèse de questionner dans une démarche prospective les exigences de robustesse du futur système électrique conformément au critère de défaillance réglementaire. Cela passe par le développement d’une approche multi-échelle qui concilie l’échelle temporelle `a long terme, caractéristique de la planification optimale, avec l’échelle `a court terme propre `a l’opération du système électrique. Cette approche permettra ainsi de trouver, pour un scénario de transition donné, une trajectoire d’investissement fiable respectant le critère de défaillance réglementaire. Ce travail vise `a combiner pleinement les forces des outils de modélisation du Centre des Mathématiques Appliquée des Mines de Paris (l’outil de planification optimale d’investissements : TIMES) et de RTE (l’outil de placement optimale de production : ANTARES), afin de relever le défi de la planification adéquate de la transition du système électrique. Techniquement, cette thèse proposera la construction d’un modèle multi-échelle bas´e sur un couplage bidirectionnel des deux outils, applique´ ensuite au système électrique interconnecte´ européen pour la trajectoire 2020-2050.
Fichier principal
Vignette du fichier
2024UPSLM026_archivage.pdf (23.79 Mo) Télécharger le fichier
Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04886358 , version 1 (14-01-2025)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04886358 , version 1

Citer

Yacine Alimou. A multi-scale modeling framework to build long-term optimal and secure investments trajectories for power systems in transition. Optimization and Control [math.OC]. Université Paris sciences et lettres, 2024. English. ⟨NNT : 2024UPSLM026⟩. ⟨tel-04886358⟩
0 Consultations
0 Téléchargements

Partager

More