Un plan pour équilibrer les risques peut aider à réaliser les avantages de pouvoir combiner des technologies énergétiques complémentaires, comme la production thermique, l'éolien et le stockage de l'énergie. Ces avantages comprennent des coûts d'investissement inférieurs et une livraison d'énergie plus réactive et fiable tout en tirant parti des technologies d'énergie renouvelable

L'optimisation du fonctionnement d'une centrale à technologies mixtes est vitale pour rendre cette production d'électricité rentable et fiable. Cependant, ceci est beaucoup plus complexe que pour les unités monotechnologiques en raison des fluctuations simultanées de la production causées par un vent inconsistant, par exemple, ainsi que les fluctuations des niveaux de stockage d'énergie et des prix de l'électricité sur le marché.

Alors que des schémas d'optimisation ont été proposés pour de telles centrales électriques virtuelles (VPP), les approches existantes adoptent une approche rigoureusement neutre au risque pour faire face à l'incertitude des conditions futures.

Maintenant, en intégrant les paramètres de risque dans un programme d'optimisation efficace du fonctionnement des VPP, Ricardo Lima et ses collègues Omar Knio et Ibrahim Hoteit de KAUST ont développé une plate-forme qui permet de peaufiner le système pour une meilleure fiabilité et rentabilité. « Les ressources énergétiques renouvelables sont intrinsèquement incertaines, " explique Lima. " L'exploitation et l'interaction de ces ressources avec le marché de l'électricité amènent une incertitude sur la meilleure façon de maximiser les profits. " En outre, « cette méthodologie nous permet de capitaliser sur des ensembles éoliens issus de modèles de prévision météorologique, tenir compte des incertitudes inhérentes aux projections futures, " dit Hoteit

La problématique envisagée par l'équipe de Knio est l'optimisation des opérations et de la participation au marché de l'électricité pour une VPP comprenant une unité thermique, comme une centrale électrique au gaz classique, un parc éolien et une unité hydroélectrique de pompage pour le stockage d'énergie. Le but du calcul est de prédire le rendement énergétique optimal de l'unité thermique et l'entrée/sortie de l'unité hydroélectrique, en tenant compte des fluctuations des conditions de vent et du prix de l'électricité sur le marché, ce qui optimisera le profit au cours des prochaines heures.

« L'enjeu clé pour l'optimisation est toujours l'équilibre entre le niveau de détail du modèle et la capacité à en tirer des solutions optimales, " dit Lima. " Dans ce travail, nous proposons des approches efficaces pour résoudre de gros problèmes et repoussons les limites de la taille des problèmes que nous pouvons résoudre en des temps de calcul raisonnables."

Il s'agit d'un problème de calcul à grande échelle avec de nombreuses variables avant même l'inclusion du risque, qui présente des défis importants pour trouver la solution la plus précise. Pour être en mesure de prendre en compte la complexité supplémentaire du risque, l'équipe a dû développer un schéma de calcul efficace, ce qu'ils ont obtenu en calculant les deux parties en parallèle. Le résultat est un cadre qui peut s'adapter à la fois à des approches conservatrices d'évitement des risques et à des approches agressives de recherche de risques afin de maximiser les bénéfices du VPP.

« Notre modèle d'optimisation prend en charge le calcul des décisions d'aversion au risque qui protègent contre les faibles bénéfices en raison de l'incertitude des prix futurs de la production d'énergie éolienne et de l'électricité, " dit Lima.