GAP - Analyse et Planification de la Production

GAP (Generation Analysis and Planning) est un logiciel d'analyse et de planification des systèmes de production d'énergie pour un territoire donnée ou à l'échelle d'un pays. Le logiciel a plus de 25 ans d'expérience et a été deployé dans de nombreux pays auprés des sociétés nationales d'électricité et bureau d'études. Il permet d'optimiser les investissements liés à la production d'énergie et le développement de nouvelles centrales et maîtriser la maintenance des réseaux et les risques de fourniture d'énergie sur le réseau suite à des aléas environmentaux et/ou techniques. Au coeur du GAP réside un modèle de simulation de scénarios de production, calculant les résultats techniques et économiques de différentes hypothèses d'expansion du parc de production. Différents scénarios peuvent être étudier et comparer afin d'identifier au travers de ces études de sensibilité les options les plus optimisées techniquement et financièrement. Les rapports proposés permettent ainsi une analyse fine des résultats techniques et économiques et le suivi d'indicateurs de développement de stratégie.

1/ Interface utilisateur graphique

Une interface utilisateur conviviale et moderne facilite la saisie de données et la création de scénarios suivant une multitude d'hypothèses.  La plupart des données et des résultats sont affichés sous forme graphique permettant une meilleure interprétation mais également en tableau exportable sous tableur. L’interface utilisateur a été conçue spécialement pour permettre une analyse rapide et efficace des données et des résultats.

• Gestionnaire d’études et de Scénarios

Le gestionnaire d’études et de scénarios permet de gérer facilement les données et les résultats de plusieurs hypothèses et de cas d’études, grâce à une organisation fonctionnelle des scénarios.

• Simulation Stochastique de la production

Au coeur du programme GAP se trouve un modèle stochastique de simulation de la production, appelé PROSIM. Ce modèle calcule les coûts de production annuels et évalue la fiabilité de fourniture du système de production. La méthode est stochastique car elle modélise l'aspect aléatoire des indisponibilités non programmées du parc des machines. Elle est analytique car elle fournit une espérance mathématique unique des valeurs estimées résultant d'un calcul basé sur des fonctions de distribution de probabilité.
Les principaux résultats sont : l'énergie produite pour chaque machine, les coûts d'opération, la fiabilité de la fourniture de la charge, et les coûts marginaux de production.
L'incertitude sur la production hydraulique et sur les coûts des combustibles est traitée par une paramétrisation de ces facteurs. Un système puissant de gestion de 'scénarios' permet d'évaluer facilement la sensibilité du parc de production à ces variables.

2/ Paramétrage et données de base

Le logiciel GAP considère jusqu'à 9 groupes de données selon les scénarios et les technologies:

• Paramétrage générale

Il s'agit de définir les données transversales à tous les scénarios et en particulier les profils de demande et les profils d'ensoleillement mais également la liste de combustibles, interconnexions et turbines éolienne disponibles pour le territoire

• Données de demande

L'évolution de la charge est décrite de manière très compacte ou détaillée sur la période. On définit pour chaque année une pointe annuelle, un profil de charge annuel donnant les pointes hebdomadaires, des profils hebdomadaires définissant les pointes journalières, et des profils journaliers définissant les valeurs de charges horaires. Tous ces profils sont affichés de façon graphique permettant une vérification visuelle de leur évolution et une comparaison aisée des hypothèses considérées. L'autre méthode consiste à définir la prévision horaire de la demande pour chaque année. Ces données peuvent ainsi provenir de l'analyse détaillée du logiciel DAP par un simple import des résultats de l'étude DAP.

• Combustibles

Pour chaque combustible utilisé, on définit le pouvoir calorifique et l'évolution du coût dans le temps. Cette évolution est affichée de manière graphique permettant une vérification de plausibilité immédiate.

• Données éoliennes

Il s'agit d'éditer la caractéristique des ressources éoliennes ainsi que les performances de turbines éoliennes.

• Ressources solaires

Il s'agit de définir les caractéristiques d'ensoleillement et la description des panneaux utilisées.

• Interconnexions

Ce module permet de définir sur la période de planification les échanges avec les pays ou zones frontalières en terme d'import et/ou export d'énergie

• Données des centrales de production et stockage
  

Les données de génération définissent les capacités de production des centrales, les capacités d'export et import ainsi que les caractéristiques des stations de stockage. On définira pour chaque unité les années de mise en service et de démantèlement, les coûts d'investissement et d'exploitation, la puissance, la fiabilité, la consommation spécifique, etc.

• Données Hydrauliques

Pour chaque centrale hydroélectrique, pour chaque semaine de l'étude, seront définies les puissances minimales et maximales de production ainsi que l'énergie produite. On peut définir différentes alternatives pour représenter les aléas des apports d'eau et les différents modes d'exploitation du système hydraulique. Ces données peuvent être affichées de manière graphique permettant une vérification de plausibilité immédiate

•  Maintenance

Les données de maintenance, définies par l’utilisateur, déterminent, pour chaque unité de génération thermique, les semaines de l'année pendant lesquelles cette unité sera indisponible pour cause de maintenance programmée. Différentes hypothèses (alternatives) peuvent être définies pour chaque unité.

3/ Compilation des données

GAP utilise un algorithme stochastique, faisant partie de la gamme des méthodes de Monte-Carlo, et conduisant à identifier l’énergie annuelle produite par chaque unité tenant compte du fait que les unités de plus haut mérite ont été placées comme prioritaires, en suivant l’ordre de mérite. Le modèle de simulation stochastique de la production - PROSIM - utilise ainsi les monotones des charges hebdomadaires pour déterminer l'utilisation optimale des unités thermiques, hydrauliques, solaires et éoliennes et des stations de pompage.

4/ Résultats

GAP fournit des résultats économiques (coûts d'investissement et d'exploitation), des résultats techniques (probabilité de défaillance, énergie totale produite, espérance de l'énergie non fournie, etc.) et autres indicateurs (Emission CO2, part ENR...).

Ces résultats sont obtenus au niveau du parc de génération et pour chaque unité individuelle, pour chaque année de l'étude et pour l'ensemble de la période. Ils sont présentés sous forme de tableaux dont les colonnes sont à définir par l'utilisateur. Les rapports correspondants peuvent être affichés et imprimés. De plus, les résultats hebdomadaires peuvent être affichés sous forme de courbes graphiques.

Les résultats correspondants aux différents scénarios d'expansion peuvent être affichés simultanément dans des fenêtres différentes, permettant une comparaison aisée des hypothèses considérées.

Pour chacun de ces groupes, l'utilisateur définira plusieurs alternatives d'évolution dans la période de l'étude. Une combinaison particulière de ces alternatives constitue un Scénario d'Etude.