Consommation finale d'électricité (GWh)

P lanification intégrée des infrastructures d’énergie

Ajustement entre l’offre et la demande d’électricité

Comment prévoit-on l’évolution de la demande d’électricité ?

– Sommaire –

Problème

Formulation générale Approche générale Questions

Comment prévoit-on l’évolution de la demande d’électricité ?

Š Méthode d’extrapolation simple

Š Méthodes économétriques

Š Méthodes de simulation technico- économiques

Le problème

Pour un système donné (groupe de pays, pays, région, canton, commune, compagnie d’électricité), étant donnée une demande d’électricité en évolution et un parc existant dont la capacité décroît avec le temps, comment l’offre d’électricité doit-elle

évoluer à moyen et long terme pour satisfaire à tout moment la

demande d’électricité ?

Formulation générale

P (K

) ≥ D

∀ t

Q (K

, D

) ≥ S ∀ t

P (K

) : Puissance du parc K au temps t D

: Demande d’électricité au temps t

Q (K

, D

) : Niveau d’adéquation entre la demande et l’offre d’électricité S : Niveau d’exigence de l’adéquation

Trouver le meilleur plan K

du parc des moyens

de production d’électricité tel que :

Approche générale

Minimisation des coûts (Least Cost Planning)

Etape 1: Prévoir l’évolution de la demande d’électricité Etape 2: Déterminer l’évolution du parc existant

Etape 3: Choisir les centrales candidates pour le développement du parc et préciser leurs caractéristiques

Etape 4: Définir un ensemble de plans réalisables

Etape 5: Sélectionner le (s) plan(s) le(s) plus adéquat(s) parmi l’ensemble

de plans réalisables défini à l’étape 4.

Questions

Comment prévoit-on l’évolution de la demande d’électricité ?

Comment modélise t-on la gestion du parc des moyens de production d’électricité dans le cadre de la recherche du meilleur plan ?

Tout plan peut-il être réalisable ? Comment détermine-t-on l’ensemble des plans réalisables ?

Comment sélectionne-ton le meilleur plan ?

Comment prévoit-on l’évolution de la demande d’électricité?

Méthodes d’extrapolation simple Méthodes économétriques

Méthodes de simulation technico-économique

Prévision des tendances Y

t

Prévision des tendances:

Méthodes d’extrapolation simple

Exemple: Consommation finale d’électricité en Suisse

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Années (1980-2003) t

Consommation finale d'électricité (GWh)

Prévision des tendances:

Méthodes d’extrapolation simple

Exemple: Consommation finale d’électricité en Suisse

Modèle 1

E(t-t

) = E

* (1+a)

Tendance: exponentielle

Variable: t

Paramètres: E

et a

Prévision des tendances:

Méthodes d’extrapolation simple

Exemple: Consommation finale d’électricité en Suisse

1995- 2003 2000-03

1995-99 1990-94

1985-89 1980-84

1980- 2003

1,90 1,60

1,55 0,06

2,41 2,88

1,79

a

46’591,1 51’716,6

46’978,3 47’141,3

40’397,4 34’100,8

36’430,5

E

Périodes

Prévision des tendances:

Méthodes d’extrapolation simple

Exemple: Régression exponentielle

E(t-t

) = E

* (1+a)

Ln(E(t-t

)) = Ln(E

) + (t-t

) *Ln(1+a) y (t-t

) = b + m * (t-t

)

Régression linéaire (paramètres: b et m)

Prévision des tendances:

Méthodes d’extrapolation simple

Modèle 2

W(t-t

) = E(t-t

)/ H(t-t

) W(t-t

) = W

* (1+f)

H(t-t

) = H

* (1+g)

E (t-t

) = W(t-t

) * H (t-t

)

E: Demande finale d’électricité H: population

W: Demande finale d’électricité par an et par habitant W⁰, H⁰, f et g: paramètres du modèle

Exemple: Consommation finale d’électricité en Suisse

Prévision des tendances:

Méthodes économétriques

Exemple: Consommation finale d’électricité en Suisse

Modèle 3

W(t-t

) = E(t-t

)/ H(t-t

) Z(t-t

) = Y(t-t

)/ H(t-t

)

H(t-t

) = H

* (1+g)

Y(t-t

) = Y

* (1+h)

E (t-t

) = W(t-t

) * H (t-t

)

E: Demande finale d’électricité H: population

W: Demande finale d’électricité par an et par habitant Y: PIB

W⁰, H⁰, Y⁰, c, α, f, g, h: paramètres du modèle

α: élasticité de la demande par hab. par rapport au PIB par hab.

Prévision des tendances:

Méthodes économétriques

Exemple: Consommation finale d’électricité en Suisse

Modèle 4

W(t-t

) = E(t-t

)/ H(t-t

)

H(t-t

) = H

* (1+g)

p(t-t

) = p

* (1+k)

E (t-t

) = W(t-t

) * H (t-t

)

E: Demande finale d’électricité H: population

W: Demande finale d’électricité par an et par habitant p: prix de l’électricité

W⁰, H⁰, p⁰, d, β, g, k: paramètres du modèle

β: élasticité de la demande par hab. par rapport au prix de l’électricité

Prévision des tendances:

Méthodes économétriques

Exemple: Consommation finale d’électricité en Suisse

Modèle 5

W(t-t

) = E(t-t

)/ H(t-t

) Z(t-t

) = Y(t-t

)/ H(t-t

)

W(t-t⁰) = d* Z(t-t⁰)^α * p(t-t⁰)^β

H(t-t

) = H

* (1+g)

Y(t-t

) = Y

* (1+h)

p(t-t

) = p

* (1+k)

E: Demande finale d’électricité H: population

W: Demande finale d’électricité par an et par habitant Y: PIB

p: prix de l’électricité

W0, H0, p0, d, β, g, k: paramètres du modèle

α,β: élasticités de la demande par hab. par rapport au PIB/hab. resp. au prix de l’électricité

Prévision des tendances:

Méthodes économétriques

Exemple: modèle à élasticité constante

W(t-t

) = c* Z(t-t

)

Ln(W) = Ln(c)+ α *Ln(Z)

∆ W/W = α * ∆ Z/Z

α = ∆ W/W * ( ∆Ζ/Ζ)

α: élasticité de la demande par rapport au revenu

Variation relative de la demande par rapport à une

variation relative du revenu

Prévision des tendances:

Méthodes économétriques

Exercices d’application avec Excel

En utilisant la fonction LOGREG ou DROITEREG d’Excel, estimer les paramètres des modèles 3-5 avec les données de la période 1980-1989.

Prévoir la demande d’électricité de 1990 à 2003 et interpréter les résultats.