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GAP : Analyse & Planification de la Génération

GAP est un logiciel d'analyse et de planification des systèmes de génération hydro- thermiques. Au cœur du GAP réside un modèle stochastique de simulation de la production, calculant les résultats techniques et économiques correspondants à différents scénarios d'expansion du parc de génération. Une interface utilisateur conviviale, et un gestionnaire de scénarios performant, facilitent la création et la maintenance des données pour une multitude d'hypothèses et une analyse fine des résultats techniques et économiques.

Interface utilisateur graphique

screenshot La plupart des données et des résultats sont affichés en forme graphique permettant une meilleure interprétation. L'interface utilisateur a été conçue spécialement pour permettre une analyse rapide et efficace des données et des résultats.

Modules de Calcul

L'utilisation des calculs en mode 32 bits, et des possibilités de multi-traitement ont permis le développement de modules de calcul très complexes mais très rapides.

Base de Données

SEPLAN est organisé autour d'une base de données qui peut être de n'importe quel type ODBC-compatible, telle que Access, Paradox, dBase, InterBase,... Toutefois, la gestion et l'accès de la BD sont entièrement automatisés et transparents pour l'utilisateur.

Gestionnaire d'études et Scénarios

screenshot Le gestionnaire d'études et de scénarios permet de gérer facilement les données et les résultats de plusieurs hypothèses d'études, grâce à une organisation hiérarchique des scénarios et au principe d'héritage. Selon ce principe, une donnée qui n'est pas définie dans un scénario est considérée égale à sa valeur dans le scénario parent.

Ceci permet une gestion simple des données dans les études couvrant un nombre important d'hypothèses.

Simulation Stochastique de la production

screenshot Au cœur 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 de la demande d'énergie et prend en compte la fiabilité du parc des machines. Elle est analytique car elle fournit une espérance mathématique unique des valeurs estimées résultant d'un calcul direct 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 paramètrisation de ces facteurs. Un système puissant de gestion de 'scénarios' permet d'évaluer facilement la sensibilité du parc de production à ces variables.

Les données

Le programme GAP considère 5 groupes de données :

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'Étude.

GAP offre un module Gestionnaire de Scénarios, permettant de gérer de façon simple et claire les données correspondant aux différentes hypothèses d'étude. Les scénarios sont organisés de manière hiérarchique, utilisant le principe de l'héritage entre scénarios.

Données de Génération

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

Données de Maintenance

Les données de maintenance définissent, pour chaque unité de génération, pendant quelles semaines de l'année cette unité sera indisponible pour cause de maintenance programmée. Différentes hypothèses (alternatives) peuvent être définies pour chaque unité.

Données Hydrauliques

screenshot Pour chaque unité hydraulique, 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.

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 de Charge

screenshot L'évolution de la charge au cours de l'étude est décrite de manière très compacte. On définit pour chaque année une pointe annuelle, une courbe de charge annuelle donnant les pointes hebdomadaires, les courbes hebdomadaires définissant les pointes journalières, et les courbes journalières définissant les valeurs de charges horaires. Toutes ces courbes sont affichées de façon graphique permettant une vérification visuelle de leur évolution mais aussi une comparaison aisée des hypothèses considérées.

Les calculs

Le modèle de simulation stochastique de la production - PROSIM - utilise les monotones des charges hebdomadaires pour déterminer l'utilisation optimale des unités thermiques, hydrauliques et des stations de pompage.

Les résultats

screenshot GAP fournit des résultats économiques (coûts d'investissement et d'opération) et des résultats techniques (probabilité de défaillance, énergie totale produite, espérance de l'énergie non fournie, etc.).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 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.

Fondements techniques

Article au format Adobe Acrobat : gap_article-F.pdf.

Référence bibliographique : « Power Generation Operation & Control » (chapitre 8) Allen J. Wood, Bruce F. Wollenberg (John Wiley & Sons, 1984).

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