Titre : Programmation conjointe de flexibilités de production et de consommation

Domaine technique

[0001] Le domaine de l’invention se rapporte à la programmation et à la gestion coordonnées de flexibilités de production et de consommation, notamment le pilotage d’unités de consommation, alimentées en énergie électrique par des unités de production, aptes à moduler leur consommation à la demande d’un opérateur de flexibilité.

Technique antérieure

[0002] La flexibilité de consommation est la capacité d’une unité de consommation, par exemple dans le secteur de l’industrie, à moduler sa consommation en énergie électrique à la demande d’un opérateur, appelé opérateur de flexibilité. L’opérateur peut ainsi piloter à distance le fonctionnement d’équipements industriels ou domestiques au niveau d’une ou plusieurs unités de consommation ou retarder un tel fonctionnement.

[0003] La demande de l’opérateur de flexibilité à une unité de consommation peut être une demande de réduction de sa consommation électrique en période de forte tension sur le système électrique. L’unité de consommation peut alors répondre par l’arrêt du fonctionnement d’équipements industriels pendant quelques minutes voire plusieurs heures. On parle alors d’effacement de consommation électrique. A l’inverse, l’opérateur de flexibilité peut aussi demander une hausse de la consommation électrique pour absorber une production excédentaire d’énergie électrique.

[0004] La programmation et la gestion des flexibilités de consommation visent ainsi à résorber ou à tirer profit d’un déséquilibre entre l’offre et la demande en énergie électrique au sein d’un système comprenant des unités de consommation alimentées par des unités de production. L’enjeu des flexibilités de consommation est donc de réaliser des économies d’énergie électrique, d’optimiser la performance énergétique et plus généralement de permettre à un tel système de s’adapter aux fluctuations de production et de consommation électriques.

[0005] Aujourd’hui, les flexibilités de consommation sont parfois ignorées au profit d’autres problématiques liées à la programmation des unités de production, comme la question du dimensionnement ou la prise en compte des contraintes techniques des moyens de production. Lorsque les flexibilités de consommation sont prises en compte, celles-ci sont modélisées par un stockage virtuel agrégeant l’ensemble des flexibilités sans distinction des contraintes individuelles des différents équipements des unités de consommation. Un contrôle automatique des unités de consommation peut également être mis à place, par exemple d’un jour sur l’autre, avec la détermination d’un programme prévisionnel fourni en amont à chaque unité de consommation, laquelle est alors asservie en temps réel à la consigne indiquée dans ce programme prévisionnel.

[0006] De manière générale, on distingue habituellement entre une approche locale, donc une approche du point de vue d’une unité de consommation gérant en temps réel les différents équipements industriels pour réduire leur consommation électrique, et une approche globale, dans laquelle l’opérateur de flexibilité agrège les flexibilités offertes par l’ensemble des unités de consommation pour optimiser une consommation électrique globale.

[0007] Toutefois, de telles méthodes ne permettent pas de s’assurer qu’une consommation cible déterminée par l’opérateur de flexibilité est atteignable par l’ensemble d’unités de consommation. De plus, les modèles prédictifs proposant de mettre à jour en temps réel une programmation prévisionnelle et de recalculer la consigne de consommation à chaque événement sont très coûteux en ressources et en temps de calcul.

Résumé

[0008] La présente invention vient améliorer la situation.

[0009] A ce titre, la présente invention concerne un procédé, mis en oeuvre par des moyens informatiques, de gestion coordonnée, sur une période de temps prédéterminée échantillonnée en une succession d’instants, d’un ensemble d’une ou plusieurs unités de production et d’un ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation alimentées en énergie électrique par l’ensemble d’une ou plusieurs unités de production. Le procédé comprend, lors d’une phase de programmation:

- recevoir au moins une simulation de consommation de chaque unité de consommation, chaque simulation de consommation d’une unité de consommation couvrant la période de temps et étant paramétrée par une probabilité de transition nominale caractérisant la probabilité de l’unité de consommation de passer, à un instant donné de la période de temps, d’un état de fonctionnement à un autre,

- déterminer, en fonction de la ou des simulations de consommation reçues, une consommation moyenne cible de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation et un signal de contrôle échantillonnés sur la période de temps,

- transmettre, à chaque unité de consommation, le signal de contrôle pour mettre à jour, au niveau de chaque unité de consommation, la probabilité de transition nominale sur la base du signal de contrôle reçu et d’une fonction locale caractérisant les spécificités de fonctionnement de l’unité de consommation considérée, et

- transmettre, à chaque unité de production, un programme de production sur la période de temps cohérent avec la consommation moyenne cible.

[0010] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le programme de production comprend au moins, pour chaque unité de production, un profil de production déterminé conjointement à la consommation moyenne cible et au signal de contrôle.

[0011] Avantageusement, le signal de contrôle échantillonné est déterminé lors de la phase de programmation selon un algorithme itératif défini comme suit :

[Math. 1] avec :

[Math. 2] [Math. 3]

[Math. 4]

[Math. 5] où :

- λ _p (t _k ) est la valeur à l’instant t _k du signal de contrôle à l’itération p, le signal de contrôle étant initialisé à un signal de contrôle initial Ao prédéterminé ;

- ρ _p est un réel positif ;

- f ₀ est une fonction pénalisant un écart entre un profil de production de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de production et un profil de consommation de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation ;

- T est le nombre d’instants de la succession d’instants de la période de temps prédéterminée ;

- v _p est un profil de défaillance à l’itération p, v _p (t _k ) est la valeur à l’instant t _k du profil de défaillance ;

- γ _p est un réel caractérisant une contrainte de déviation en énergie nulle de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation par rapport à une consommation nominale ;

- n est le nombre d’unités de production ;

- A ^j est un ensemble de contraintes techniques constituant l’ensemble des états techniques dans lesquels la j-ème unité de production peut fonctionner ; - p _j ( x ^j ) est le profil de production de la j-ème unité de production lorsque celle-ci fonctionne dans un état technique x ^j , p _j ( x ^j )(t _k ) étant la valeur à l’instant t _k du profil de production pj(xJ) ;

- f _j ( x ^j ) est un coût de production de la j-ème unité de production lorsque celle-ci fonctionne dans un état technique x ^j ;

- N est le nombre d’unités de consommation ;

- M est le nombre de simulations de consommation de chaque unité de consommation ;

- K est une constante prédéterminée ;

- exp(-) est la fonction exponentielle ; et

- U^(t _k ) est la valeur à l’instant t _k de la consommation de la i-ème unité de consommation selon la q-ième simulation de consommation, l’algorithme itératif étant interrompu lorsqu’un critère d’arrêt prédéfini est vérifié.

[0012] Le critère d’arrêt est par exemple défini comme suit :

[Math. 6] où :

- || • || est une norme ; et

- ε est un réel positif.

[0013] Typiquement, le signal de contrôle initial permettant d’initialiser le signal de contrôle préalablement à la mise en oeuvre de l’algorithme itératif est le signal de contrôle obtenu à l’issue d’une période de temps précédent la période de temps considérée.

[0014] Avantageusement, le signal de contrôle déterminé à l’issue de l’algorithme itératif est défini comme suit :

[Math. 7] où p* est le rang de l’itération, parmi toutes les itérations jusqu’à la dernière itération vérifiant le critère d’arrêt, pour laquelle un saut de dualité est minimal, soit :

[Math. 8] p* = argmin _p {Gap(p)} avec :

[Math. 9]

[0015] Avantageusement, la consommation moyenne cible est définie comme suit :

[Math. 10] où :

- r(t _k ) est la valeur à l’instant t _k de la consommation moyenne cible de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation ; et

- p* est le rang de l’itération, parmi toutes les itérations jusqu’à la dernière itération vérifiant le critère d’arrêt, pour laquelle un saut de dualité est minimal, soit :

[Math. 11] p* = argmin _p {Gap(p } avec :

[Math. 12]

[0016] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la probabilité de transition nominale est mise à jour comme suit lors de la phase de programmation :

[Math. 13] avec :

[Math. 14]

[Math. 15] où :

- X ₁ , X ₂ et Y sont des états possibles d’une unité de consommation, dX ₁ , dX ₂ et dY sont les différentielles de tels états,

- P ₀ ⁱ (t _k , X ₁ ,dX ₂ ) est la probabilité de transition nominale caractérisant la probabilité de la i-ème unité de consommation de passer, à l’instant t _k , d’un état de fonctionnement X ₁ à un autre état de fonctionnement X ₂ ;

- Q ₀ ⁱ (t _k ,X ₁ ,dX ₂ ) est la probabilité de transition nominale mise à jour lors de la phase initiale de programmation caractérisant la probabilité de la i-ème unité de consommation de passer, à l’instant t _k , d’un état de fonctionnement X ₂ à un autre état de fonctionnement X ₂ ;

- V ⁱ (t _k ,X) est la valeur à l’instant t _k de la fonction locale caractérisant les spécificités de fonctionnement de la i-ème unité de consommation et de caractéristiques techniques desdits équipements, lorsque la i-ème unité de consommation fonctionne dans l’état X ;

- exp(-) est la fonction exponentielle ;

- N est le nombre d’unités de consommation ;

- K est une constante prédéterminée ;

- X(t _k ) est la valeur à l’instant t _k du signal de contrôle déterminé ; et

- c _i étant une fonction qui, à un état de la i-ème unité de consommation, associe un profil de consommation, a(Y) étant la valeur de la consommation de la i-ème unité de consommation fonctionnant dans l’état Y.

[0017] La fonction locale dépend par exemple d’une utilisation programmée d’équipements industriels de l’unité de consommation, de caractéristiques techniques desdits équipements industriels et d’aléas locaux.

[0018] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend en outre, suite à la phase de programmation, une phase de gestion mise en oeuvre sur la période de temps comprenant la mise à jour en temps réel du signal de contrôle en fonction de la consommation moyenne cible ; et la mise à jour en temps réel de la probabilité de transition nominale de chaque unité de consommation sur la base du signal de contrôle mis à jour.

[0019] Avantageusement, dans un tel cas, la probabilité de transition nominale est par exemple mise à jour comme suit lors de la phase de gestion :

[0020] [Math. 15] où :

- Q ⁱ (t _k ,X ₁ ,dX ₂ ) est la probabilité de transition nominale mise à jour lors de la phase de gestion caractérisant la probabilité de la i-ème unité de consommation de passer, à l’instant t _k , d’un état de fonctionnement X ₁ à un autre état de fonctionnement X ₂ ;

- ζ(t _k ) est la valeur à l’instant t _k du signal de contrôle mis à jour. [0021] La phase de gestion est par exemple mise en oeuvre comme suit :

- prévoir, à chaque instant de la période de temps, une consommation moyenne à l’instant suivant de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation en fonction de la probabilité de transition nominale mise à jour de chaque unité de consommation,

- mettre à jour, à chaque instant, le signal de contrôle sur la base d’une comparaison entre la consommation moyenne à l’instant suivant prévue et de la consommation moyenne cible, et

- transmettre, à chaque instant, le signal de contrôle mis à jour à chaque unité de consommation pour mettre à jour, au niveau de chaque unité de consommation, la probabilité de transition nominale sur la base du signal de contrôle mis à jour reçu.

[0022] Avantageusement, la mise à jour du signal de contrôle lors de la phase de gestion est mise en oeuvre comme suit :

- construire un modèle de consommation prédictif permettant d’approximer, en fonction du signal de contrôle à un instant donné, la consommation moyenne prévue à l’instant suivant, puis, à chaque instant de la période de temps prédéterminée :

- comparer une consommation moyenne réelle et une consommation moyenne prévue à cet instant de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation,

- adapter par apprentissage, à chaque instant, le modèle de consommation prédictif sur la base de la comparaison, et

- mettre à jour, à chaque instant, le signal de contrôle par application réciproque du modèle de consommation prédictif à la consommation moyenne cible visée à l’instant suivant.

[0023] Avantageusement, au cours de la phase de gestion mise en oeuvre sur la période de temps, chaque unité de consommation fonctionne selon la probabilité de transition nominale mise à jour en temps réel, tandis que chaque unité de production suit le programme de production reçu.

[0024] L’invention concerne en outre un programme informatique, comprenant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment lorsque les instructions sont mises en oeuvre par au moins un processeur. [0025] Enfin, l’invention concerne une unité de traitement pour la gestion coordonnée, sur une période de temps prédéterminée échantillonnée en une succession d’instants, d’un ensemble d’une ou plusieurs unités de production et d’un ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation alimentées en énergie électrique par l’ensemble d’une ou plusieurs unités de production. L’unité de traitement est configurée pour, lors d’une phase de programmation:

- recevoir au moins une simulation de consommation de l’unité de consommation, chaque simulation de consommation d’une unité de consommation couvrant la période de temps et étant paramétrée par une probabilité de transition nominale caractérisant la probabilité de l’unité de consommation de passer, à un instant donné de la période de temps, d’un état de fonctionnement à un autre,

- déterminer, en fonction de la ou des simulations de consommation reçues, une consommation moyenne cible de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation et un signal de contrôle échantillonnés sur la période de temps,

- transmettre, à chaque unité de consommation, le signal de contrôle pour mettre à jour, au niveau de chaque unité de consommation, la probabilité de transition nominale sur la base du signal de contrôle reçu et d’une fonction locale caractérisant les spécificités de fonctionnement de l’unité de consommation considérée, et

- transmettre, à chaque unité de production, un programme de production sur la période de temps cohérent avec la consommation moyenne cible.

Brève description des dessins

[0026] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

[0027] [Fig. 1] illustre schématiquement un système comprenant un ensemble d’une ou plusieurs unités de production, un ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation et une unité de traitement selon l’invention.

[0028] [Fig. 2] illustre une phase de programmation du procédé de gestion selon l’invention ; et [0029] [Fig. 3] illustre une phase de gestion en temps réel du procédé de gestion selon l’invention.

Description des modes de réalisation

[0030] La [Fig. 1 ] illustre schématiquement un système SYS.

[0031] Le système SYS comprend un ensemble d’une ou plusieurs unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n , un ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N et une unité de traitement UNT.

[0032] Dans la suite de la description, on considère que le système SYS comprend avantageusement plusieurs unités de production, ici un nombre n d’unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n . De même, on considère que le système SYS comprend avantageusement plusieurs unités de consommation, par exemple un nombre N d’unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N .

[0033] Dans le contexte de l’invention, le système SYS peut être assimilé à un portefeuille mixte composé de moyens de production conventionnels, à savoir les unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n , et de flexibilités de consommation, à savoir les unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N . La gestion d’un tel portefeuille vise à limiter le déséquilibre entre l’offre et la demande en énergie électrique au sein du système SYS dans le but de réaliser des économies d’énergie électrique et de s’adapter aux fluctuations de production et de consommation électriques.

[0034] Les unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n sont agencées pour alimenter en énergie électrique les unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N . En d’autres termes, les unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n sont électriquement connectées aux unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N au sein du système SYS. Chaque unité de production peut être contrôlée en temps réel ou suivre une programmation prédéterminée.

[0035] Le fonctionnement de chaque unité de production peut être caractérisé par un profil de production et un coût de production. Le profil de production et le coût de production dépendent de l’état technique, aussi appelée état ou mode de fonctionnement, dans lequel l’unité de production fonctionne. On peut ainsi définir, pour chaque unité de production, des contraintes techniques qui constituent l’ensemble des états techniques possibles de sorte que, à un instant donné, l’unité de production considérée fonctionne selon l’un de ces états techniques.

[0036] Plus spécifiquement, la j-ème unité de production peut être caractérisée par une fonction pj qui, à chaque état technique x ^j des contraintes techniques A ^j de la j-ème unité de production, associe un profil de production pj(x ^j ). Le profil de production pj(xJ) permet de déterminer, à un instant tk donné de la période de temps prédéterminée à venir, la production en énergie électrique pj(xi)(tk) de la j- ème unité de production fonctionnant dans l’état technique x ^j .

[0037] Par ailleurs, il est possible de définir un profil de production de l’ensemble d’une ou plusieurs d’unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n en fonction du profil de production de chaque unité de production. Le profil de production de l’ensemble d’une ou plusieurs d’unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n permet de déterminer, à un instant donné de la période de temps, la production totale en énergie électrique de l’ensemble d’une ou plusieurs d’unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n . Ce profil de production dépend par conséquent des états techniques respectifs des unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n .

[0038] Les unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N sont agencées pour être alimentées en énergie électrique par les unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n . Chaque unité de consommation comprend typiquement un ou plusieurs équipements industriels ou domestiques dont le fonctionnement requiert une alimentation en énergie électrique. De tels équipements peuvent être par exemple un chauffe-eau électrique à accumulation, un réfrigérateur ou encore un système de climatisation. Comme expliqué précédemment, les unités de consommations UC ₁ , UC ₂ , UC _N sont flexibles. En d’autres termes, les unités de consommations UC ₁ , UC ₂ , UC _N sont aptes à moduler leur consommation en énergie électrique respective. Dans le système SYS décrit ici les unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N modulent leur consommation en énergie électrique à la demande de l’unité de traitement UNT, aussi appelée opérateur de flexibilité.

[0039] Le fonctionnement de chaque unité de consommation est caractérisé par un profil de consommation et une probabilité de transition nominale. Le profil de consommation dépend de l’état de fonctionnement de l’unité de consommation. La probabilité de transition nominale caractérise la probabilité de l’unité de consommation de passer, à un instant donné, d’un état de fonctionnement à un autre. En temps réel, le fonctionnement de chaque unité de consommation peut être modélisé par un comportement aléatoire basé sur la probabilité de transition nominale. Les états de chaque unité de consommation peuvent être supposés mutuellement indépendants et suivent une distribution de probabilité connue.

[0040] Plus spécifiquement, la i-ème unité de consommation peut être caractérisée par une fonction C _i qui, à chaque état ou mode de fonctionnement X ⁱ de la i-ème unité de consommation, associe un profil de consommation C _i (X ⁱ ). Le profil de consommation C _i (X ⁱ ) permet de déterminer, à un instant t _k donné de la période de temps prédéterminée à venir, la consommation en énergie électrique C _i (X ⁱ )(tk) de la i-ème unité de consommation fonctionnant dans l’état X ⁱ .

[0041] Par ailleurs, il est possible de définir un profil de consommation de l’ensemble d’une ou plusieurs d’unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N en fonction du profil de consommation de chaque unité de consommation. Le profil de consommation de l’ensemble d’une ou plusieurs d’unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N permet de déterminer, à un instant donné de la période de temps, la consommation totale en énergie électrique de l’ensemble d’une ou plusieurs d’unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N . Ce profil de consommation dépend par conséquent des états ou modes de fonctionnement respectifs des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N .

[0042] Les spécificités de fonctionnement de chaque unité de consommation peuvent également être décrites par une fonction locale.

[0043] Une telle fonction locale dépend par exemple d’une utilisation programmée d’équipements de l’unité de consommation, de caractéristiques techniques de ces équipements et d’aléas locaux. Par ailleurs, comme expliqué dans la suite de la description, une partie au moins de la fonction locale associée à chaque unité de consommation est commune aux fonctions locales respectives des autres unités de consommation.

[0044] Sur demande de l’unité de traitement UNT, chaque unité de consommation peut réduire sa consommation électrique en période de forte tension sur le système SYS. Cette réduction de la consommation en énergie électrique peut être obtenue par l’arrêt du fonctionnement d’équipements industriels ou domestiques au niveau de l’unité de consommation pendant quelques minutes voire plusieurs heures. On parle alors d’effacement de consommation électrique. Inversement, chaque unité de consommation peut augmenter sa consommation électrique pour absorber une production excédentaire d’énergie électrique.

[0045] Dans le contexte de la présente invention, on cherche à déterminer, dans le cadre de la gestion des flexibilités de consommation, une programmation des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N sur une période de temps prédéterminée. Plus précisément, la période de temps prédéterminée est échantillonnée en une succession d’instants de sorte que le fonctionnement de chaque unité de consommation est déterminé pour chaque instant de la période de temps prédéterminée. Typiquement, la période de temps prédéterminée représente plusieurs heures voire un ou plusieurs jours, tandis que le pas de temps est d’une ou plusieurs minutes. Une telle programmation est déterminée en amont de la période de temps prédéterminée et vise à déterminer une consommation moyenne cible des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N atteignable.

[0046] Par ailleurs, la présente invention permet aussi une gestion en temps réel, plus exactement d’un instant de la période de temps prédéterminée à l’instant suivant, des flexibilités de consommation pour s’adapter aux contraintes et aléas locaux et s’assurer d’atteindre la consommation moyenne cible calculée en amont.

[0047] En outre, la présente invention propose la détermination d’un programme de production, destiné aux unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n cohérent avec les besoins en énergie électrique des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N .

[0048] Il est donc proposé une articulation entre la programmation, antérieure à la période de temps prédéterminée, et la gestion en temps réel des flexibilités de consommation. Cette articulation est rendue possible par l’unité de traitement UNT.

[0049] Au sein du système SYS, l’unité de traitement UNT est un opérateur de flexibilité et a donc pour rôle la gestion des flexibilités de production et de consommation du système SYS. [0050] Par conséquent, l’unité de traitement UNT est configurée pour programmer conjointement le fonctionnement, sur une période de temps prédéterminée échantillonnée, des unités de production UPi, UP2, UPn et des unités de consommation UCi, UC2, UCN. L’unité de traitement peut être configurée également pour gérer en temps réel, au cours de la période de temps prédéterminée, le fonctionnement des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC. _N

[0051] Plus spécifiquement, dans le cas présent, l’unité de traitement UNT est configurée pour déterminer, lors d’une phase de programmation, un signal de contrôle commun aux unités de consommations UC ₁ , UC ₂ , UC _N ainsi qu’une consommation moyenne cible des unités de consommations UC ₁ , UC ₂ , UC _N . Cette consommation moyenne cible permet par ailleurs de déterminer un programme de production cohérent.

[0052] L’unité de traitement UNT est également configurée pour transmettre, à chaque unité de consommation, le signal de contrôle afin de mettre à jour, au niveau de chaque unité de consommation, la probabilité de transition nominale sur la base du signal de contrôle reçu et de la fonction locale caractérisant les spécificités de fonctionnement de l’unité de consommation considérée. En particulier, une partie au moins de la fonction locale associée à une unité de consommation dépend du signal de contrôle reçu et est donc commune à tous les unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N .

[0053] L’unité de traitement UNT est configurée en outre pour transmettre, à chaque unité de production, un programme de production sur la période de temps cohérent avec la consommation moyenne cible. Un tel programme de production permet ainsi aux unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n d’être coordonnées avec la consommation moyenne cible des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N sur la période de temps à venir et d’adapter leur production en conséquence pour assurer un équilibre entre l’offre et la demande en énergie électrique.

[0054] Comme expliqué précédemment, le fonctionnement d’une unité de consommation est caractérisé par sa probabilité de transition nominale de passer, à un instant donné, d’un état de fonctionnement à un autre. Ainsi, la détermination puis la transmission, aux unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N , du signal de contrôle permet une programmation du fonctionnement de chaque unité de consommation. Typiquement, la période de temps sur laquelle le fonctionnement de chaque unité de consommation est programmé correspond à une journée et chaque programmation est donc réalisée d’un jour sur l’autre.

[0055] Par ailleurs, l’unité de traitement UNT est configurée en outre pour, lors d’une phase de gestion en temps réel mise en oeuvre sur la période de temps prédéterminée, mettre à jour en temps réel le signal de contrôle en fonction de la consommation moyenne cible. Ainsi, au cours de cette phase de gestion en temps réel, l’unité de traitement UNT est en outre configurée pour mettre à jour en temps réel la probabilité de transition nominale de chaque unité de consommation sur la base du signal de contrôle mis à jour.

[0056] Comme illustrée sur la [Fig. 1], l’unité de traitement UNT comprend une mémoire MEM, un processeur PROC et un module de communication COM.

[0057] La mémoire MEM est agencée pour stocker les instructions d’un programme informatique dont la mise en oeuvre par le processeur PROC se traduit par le fonctionnement de l’unité de traitement UNT.

[0058] Le processeur PROC permet ainsi, lors de la phase de programmation, de déterminer le signal de contrôle et la consommation moyenne cible de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N pour mettre à jour la probabilité de transition nominale de chaque unité de consommation.

[0059] Le processeur PROC permet également, lors de la phase de gestion mise en oeuvre sur la période de temps, de mettre à jour en temps réel le signal de contrôle en fonction de la consommation moyenne cible et de mettre à jour en temps réel la probabilité de transition nominale de chaque unité de consommation sur la base du signal de contrôle ainsi mis à jour.

[0060] Le module de communication COM est agencé pour communiquer avec les unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n et les unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N .

[0061] Par exemple, le module de communication COM permet de recevoir, en provenance de chaque unité de production, les contraintes techniques et le coût de production caractérisant l’unité de production considérée. [0062] Le module de communication COM permet aussi de transmettre, à chaque unité de consommation, le signal de contrôle déterminé par le processeur PROC.

[0063] De même, le module de communication COM permet de transmettre, à chaque unité de production, le programme de production cohérent avec la consommation moyenne cible.

[0064] Lors de la phase de gestion en temps réel au cours de la période de temps prédéterminée, le module de communication COM permet de transmettre à chaque unité de consommation le signal de contrôle mis à jour à chaque instant.

[0065] Il est connu de la personne du métier, qu'il existe de nombreux types différents de réseaux de communication de données, par exemple des réseaux de radiocommunication, cellulaires ou non cellulaires, et qu’en fonction du mode de réalisation, le module de communication COM pourra intégrer un ou plusieurs sous-modules de communication, par exemple de communication radiofréquence et être configuré pour l’émission et la réception de signaux radiofréquences, selon une ou plusieurs technologies, telles que TDMA, FDMA, OFDMA, CDMA, ou un ou plusieurs standards de radiocommunication, tels que GSM, EDGE, CDMA, UMTS, HSPA, LTE, LTE-A, WiFi (IEEE 802.11 ) et WiMAX (IEEE 802.16), ou leurs variantes ou évolutions, actuellement connus ou développés ultérieurement.

[0066] Le fonctionnement de l’unité de traitement UNT, et plus généralement du portefeuille mixte modélisé par le système SYS, va à présent être décrit en référence à la [Fig. 2] qui illustre la phase de programmation puis en référence à la [Fig. 3] qui illustre la phase de gestion, mise en oeuvre suite à la phase de programmation.

[0067] Dans le cadre du procédé décrit ci-après, l’unité de traitement UNT est chargée de la gestion des flexibilités de production et de consommation du système SYS pour une période de temps prédéterminée échantillonnée en une succession d’instants. En d’autres termes, l’unité de traitement UNT a pour rôle la programmation conjointe, pour une gestion coordonnée, de la production des unités de production et de la consommation des unités de consommation. [0068] Lors d’une étape S1 , l’unité de traitement UNT reçoit au moins une simulation de consommation de chaque unité de consommation du système SYS.

[0069] L’unité de traitement UNT peut recevoir également des données ou informations nécessaires pour la construction du programme, pour la période de temps à venir, des unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n et des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N .

[0070] Chaque simulation de consommation d’une unité de consommation couvre la période de temps prédéterminée. Chaque simulation relative à une unité de consommation est paramétrée par une probabilité de transition nominale caractérisant la probabilité d’unité de consommation de passer, à un instant donné de la période de temps, d’un état de fonctionnement à un autre.

[0071] Avantageusement, l’unité de traitement UNT reçoit un nombre élevé de simulations de consommation de chaque unité de traitement. Dans la suite de la description du procédé, l’unité de traitement UNT reçoit le même nombre M de simulations de consommation pour chaque unité de consommation. En d’autres termes, dans le système SYS illustré sur la [Fig. 1 ], l’unité de traitement UNT reçoit M simulations de consommation de l’unité de consommation UC ₁ , M simulations de consommation de l’unité de consommation UC ₂ et M simulations de consommation de l’unité de consommation UC _N .

[0072] Les simulations de consommation sont par exemple transmises directement par les unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N à l’unité de traitement UNT, laquelle les reçoit via le module de communication COM.

[0073] Lors d’une étape S2, l’unité de traitement UNT détermine, en fonction de la ou des simulations de consommation reçues, une consommation moyenne cible de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation UC1, UC2, UCN et un signal de contrôle.

[0074] Plus exactement, la consommation moyenne cible et le signal de contrôle sont déterminés par le processeur PROC de l’unité de traitement UNT en exécutant les instructions du programme informatique stocké dans la mémoire MEM. [0075] Par ailleurs, avantageusement, lors de l’étape S2, au moins un profil de production est déterminé pour chaque unité de production. Le ou les profils de production sont déterminés conjointement à la consommation moyenne cible et au signal de contrôle.

[0076] Le profil de production d’une unité de production dépend de l’état technique dans lequel l’unité de production fonctionne et permet de déterminer, à chaque instant, la quantité d’énergie électrique produite par l’unité de production considérée. Un ensemble de contraintes techniques possibles peut être déterminé pour chaque unité de production et être fourni à l’unité de traitement UNT.

[0077] De même, le profil de consommation d’une unité de consommation dépend de l’état de l’état de fonctionnement de l’unité de consommation et permet de déterminer, à chaque instant, la quantité d’énergie électrique consommée par l’unité de consommation considérée.

[0078] Comme expliqué précédemment, la période de temps prédéterminée sur laquelle est programmée le fonctionnement des unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n et des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N est échantillonnée en une succession d’instants. Par conséquent, la consommation moyenne cible et le signal de contrôle sont également échantillonnés, leurs valeurs respectives étant connues pour chaque échantillon de temps, donc pour chaque instant.

[0079] Il est à noter que la consommation cible et le signal de contrôle sont prolongeables par continuité sur la période de temps prédéterminée, par exemple sous la forme de fonctions en escalier.

[0080] La programmation vise globalement à minimiser le critère suivant qui permet de caractériser le déséquilibre entre l’offre et la demande en énergie électrique au sein d’un système SYS et auquel doit remédier l’unité de traitement UNT par la gestion des flexibilités de consommation :

[0081] [Math. 16] où :

- E est l’espérance mathématique ;

- fo est une fonction pénalisant un écart entre le profil de production de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de production et le profil de consommation de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation ;

- n est le nombre d’unités de production ;

- p _j (x ^j ) est le profil de production de la j-ème unité de production lorsque celle-ci fonctionne dans un état technique x ^j ;

- N est le nombre d’unités de consommation ;

- c _i étant une fonction qui, à un état de la i-ème unité de consommation, associe un profil de consommation, c _i (X ⁱ ) étant la valeur de la consommation de la i-ème unité de consommation fonctionnant dans l’état X ⁱ ;

- fj(x ^j ) est un coût de production de la j-ème unité de production lorsque celle-ci fonctionne dans un état technique x ^j ;

- κ est une constante prédéterminée, permettant notamment de pénaliser les déviations de la consommation par rapport au profil nominal ;

- est la pseudo distance de Kullback-Leibler entre μ ⁱ , qui correspond à la distribution de probabilité contrôlée de la i-ème unité de consommation, et , qui correspond à la distribution de probabilité nominale, donc en l’absence de contrôle, de la i-ème unité de consommation.

[0082] Dans le critère précédent à minimiser, le premier terme correspond à une pénalité de défaillance, le deuxième terme correspond à un coût de production total de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n et le troisième terme correspond à une pénalité d’écart à la consommation nominale de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC. _N

[0083] Comme illustré sur la [Fig. 2], l’étape S2 de détermination de la consommation moyenne cible et du signal de contrôle est mise en oeuvre selon un algorithme itératif.

[0084] En entrée de cet algorithme, le rang p d’itération est initialisé à 1 et le signal de contrôle est également initialisée à un signal de contrôle initial λ ₀ . [0085] Typiquement, le signal de contrôle initial λ ₀ permettant d’initialiser le signal de contrôle préalablement à la mise en oeuvre de l’algorithme itératif est le signal de contrôle obtenu à l’issue d’une période de temps précédent la période de temps considérée. En d’autres termes, le dernier signal de contrôle obtenu lors de la période de temps précédant la période de temps à venir pour laquelle une programmation est requise peut être utilisé pour initialiser le signal de contrôle.

[0086] L’algorithme itératif est défini comme suit :

[Math. 17] avec :

[Math. 18]

[Math. 19]

[Math. 20]

[Math. 21] où :

- λ _p (t _k ) est la valeur à l’instant tk du signal de contrôle à l’itération p, le signal de contrôle étant initialisé à un signal de contrôle initial Ao prédéterminé ;

- pp est un réel positif ; - fo est une fonction pénalisant un écart entre un profil de production de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de production et un profil de consommation de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation ;

- T est le nombre d’instants de la succession d’instants de la période de temps prédéterminée ;

- v _p est un profil de défaillance à l’itération p, v _p (t _k ) est la valeur à l’instant t _k du profil de défaillance ;

- γ _p est un réel caractérisant une contrainte de déviation en énergie nulle de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation par rapport à une consommation nominale ;

- n est le nombre d’unités de production ;

- A ^j est un ensemble de contraintes techniques constituant l’ensemble des états techniques dans lesquels la j-ème unité de production peut fonctionner ;

- p _j (x ^j ) est le profil de production de la j-ème unité de production lorsque celle-ci fonctionne dans un état technique x ^j , p _j (x ^j )(t _k ) étant la valeur à l’instant t _k du profil de production p _j (x ^j ) ;

- fj(x ^j ) est un coût de production de la j-ème unité de production lorsque celle-ci fonctionne dans un état technique x ^j ;

- N est le nombre d’unités de consommation ;

- M est le nombre de simulations de consommation de chaque unité de consommation ;

- K est une constante prédéterminée ;

- exp(-) est la fonction exponentielle ; et

- U ^i,q (t _k ) est la valeur à l’instant t _k de la consommation de la i-ème unité de consommation selon la q-ième simulation de consommation

[0087] Par ailleurs, l’algorithme itératif est interrompu lorsqu’un critère d’arrêt prédéfini est vérifié.

[0088] Dans l’exemple illustré en [Fig. 2], le critère d’arrêt est défini comme suit :

[Math. 22] où :

- || • || est une norme ; et

- ε est un réel positif.

[0089] Bien entendu, la personne du métier comprend que d’autres critères d’arrêt peuvent être définis. Par exemple, le critère d’arrêt de l’algorithme itératif peut être l’atteinte ou le dépassement d’un nombre prédéterminé d’itérations. La formule du critère d’arrêt proposé plus haut permet de caractériser que la différence entre le profil de défaillance relatif notamment à la pénalité d’écart entre profil de production et profil de consommation, d’une part, et la différence entre le profil de production et la consommation, d’autre part, doit être arbitrairement aussi faible que possible.

[0090] Lorsque le critère d’arrêt est vérifié, il est mis fin à l’algorithme itératif qui s’arrête donc à une itération p donnée. L’algorithme a alors permis de générer autant de signaux de contrôle qu’il y a eu d’itération, sans compter le signal de contrôle initial Ao. Le signal de contrôle cherché est alors à chercher parmi l’ensemble de ces signaux de contrôle. Par exemple, si un nombre a d’itérations ont été nécessaires, le signal de contrôle déterminé à l’issue de l’étape S2 est le signal de contrôle initial λ ₀ ou un des signaux de contrôle parmi le nombre a de signaux de contrôle générés au cours de l’algorithme itératif.

[0091] Par exemple, le signal de contrôle sélectionné correspond au signal de contrôle, parmi tous les signaux de contrôle générés jusqu’à la dernière itération vérifiant le critère d’arrêt, pour lequel un saut de dualité est minimal.

[0092] En d’autres termes, le rang p* du signal de contrôle sélectionné vérifie :

[Math. 23] p* = argmin _p {Gap(p)} avec :

[Math. 24]

[0093] La fonction Gap correspond au saut de dualité du signal de contrôle A _p obtenu à l’itération p de l’algorithme.

[0094] Le signal de contrôle déterminé X correspond ainsi au signal de contrôle déterminé à l’itération de rang p‘, soit :

[Math. 25]

[0095] Le rang p‘ de l’itération à laquelle le signal de contrôle permet d’atteindre, parmi tous les signaux de contrôle générés, un saut de dualité minimal permet également de déterminer la consommation moyenne cible de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC. _N

[0096] Comme expliqué précédemment, la consommation moyenne cible permet de déterminer non seulement la consommation des unités de consommations LIC1, UC2, UCN mais aussi le programme de production des unités de production UP1, UP2, UPn. Plus précisément, le signal de contrôle transmis aux unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N vise à atteindre, pour chaque unité de consommation, la consommation moyenne cible sur la période de temps prédéterminée. La consommation moyenne cible est, elle, utilisée pour déterminer un programme de production des unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n cohérent avec la consommation moyenne cible de manière à ce que celles-ci adaptent leur production, sur la période de temps prédéterminée, aux besoins en énergie électrique des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N .

[0097] La consommation moyenne cible est donnée par la formule ci-après :

[Math. 26] où :

- r(t _k ) est la valeur à l’instant t _k de la consommation moyenne cible de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation ; et

- p* est le rang de l’itération, parmi toutes les itérations jusqu’à la dernière itération vérifiant le critère d’arrêt, pour laquelle un saut de dualité est minimal.

[0098] Lors d’une étape S3, l’unité de traitement UNT transmet le signal de contrôle déterminé à chaque unité de consommation. Le signal de contrôle transmis est ainsi commun aux unités de consommation UCi, UC2, UCN du système SYS. Le signal de contrôle est transmis à chaque unité de consommation dans le but d’atteindre, sur la période de temps à venir, la consommation moyenne cible.

[0099] Le signal de contrôle est par exemple transmis par le module de communication COM de l’unité de traitement UNT.

[0100] Toujours lors de cette étape S3, l’unité de traitement transmet, également via le module de communication COM, un programme de production à chaque unité de production du système SYS. En effet, étant donné que les unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N sont configurées pour suivre le signal de contrôle et atteindre la consommation moyenne cible, un programme de production complémentaire, conforme à cette consommation moyenne cible, doit être ainsi transmis. Ainsi, le système SYS peut atteindre, sur la période de temps à venir, un équilibre entre l’offre et la demande d’énergie électrique. L’écart entre la quantité d’énergie électrique produite et la quantité d’énergie électrique consommée est ainsi minimisé.

[0101] Avantageusement, le programme de production comprend en outre, pour chaque unité de production, au moins un profil de production. Comme expliqué précédemment, le programme de production transmis à la j-ème unité de production peut comprendre une fonction p _j qui, à chaque état technique x ^j des contraintes techniques A ^j de la j-ème unité de production, associe un profil de production pj(x ^j ). Le profil de production pj(x ^j ) permet de déterminer, à un instant tk donné de la période de temps prédéterminée à venir, la production en énergie électrique pj(xi)(tk) de la j-ème unité de production fonctionnant dans l’état technique x ^j .

[0102] Lors d’une étape S4, la probabilité de transition nominale est mise à jour, au niveau de chaque unité de consommation, sur la base du signal de contrôle reçu et de la fonction locale caractérisant les spécificités de fonctionnement de l’unité de consommation considérée.

[0103] Comme expliqué précédemment, la fonction locale associée à une unité de consommation dépend par exemple d’une utilisation programmée d’équipements de l’unité de consommation, de caractéristiques techniques de ces équipements et d’aléas locaux. Par ailleurs, la fonction locale d’une unité de consommation dépend en outre du signal de contrôle reçu, de sorte que la fonction locale ne peut être déterminée que sur réception du signal de contrôle en provenance de l’unité de traitement UNT, et notamment du module de communication COM.

[0104] Typiquement, la probabilité de transition nominale de la i-ème unité de consommation est mise à jour comme suit lors de la phase de programmation :

[Math. 27] avec :

[Math. 28] où :

- X ₁ , X ₂ et Y sont des états possibles d’une unité de consommation, dX ₁ , dX ₂ et dY sont les différentielles de tels états,

- P ₀ ⁱ (t _k ,X ₁ ,dX ₂ ) est la probabilité de transition nominale caractérisant la probabilité de la i-ème unité de consommation de passer, à l’instant t _k , d’un état de fonctionnement X ₁ à un autre état de fonctionnement X ₂ ;

- Qd(t _k ,X ₁ ,dX ₂ ) est la probabilité de transition nominale mise à jour lors de la phase initiale de programmation caractérisant la probabilité de la i-ème unité de consommation de passer, à l’instant t _k , d’un état de fonctionnement X ₂ à un autre état de fonctionnement X ₂ ;

- V'(t _k ,X) est la valeur à l’instant t _k de la fonction locale caractérisant les spécificités de fonctionnement de la i-ème unité de consommation et de caractéristiques techniques desdits équipements, lorsque la i-ème unité de consommation fonctionne dans l’état X ;

- exp(-) est la fonction exponentielle ;

- N est le nombre d’unités de consommation ;

- K est une constante prédéterminée ;

- X(t _k ) est la valeur à l’instant t _k du signal de contrôle déterminé ; et

- c _i étant une fonction qui, à un état de la i-ème unité de consommation, associe un profil de consommation, a(Y) étant la valeur de la consommation de la i-ème unité de consommation fonctionnant dans l’état Y.

[0105] Il est à noter que les états des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N ne sont pas nécessairement des états discrets et peuvent être continus. Ainsi, certains équipements industriels ou domestiques peuvent fonctionner selon des états discrets avec un premier état correspondant au mode « marche >> et un second état correspondant au mode « arrêt ». Toutefois, certains équipements industriels ou domestiques peuvent fonctionner selon des états continus, comme par exemple un système de climatisation ou un chauffe-eau électrique à accumulation qui, lors du mode de chauffe, peut fonctionner à des températures différentes.

[0106] Par conséquent, il est pertinent dans la formule précédente de mise à jour de la probabilité de transition nominale de considérer la différentielle des états de fonctionnement pour tenir compte du fait que les états de fonctionnement des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N peuvent être continus et non discrets.

[0107] L’étape S4, avec la mise à jour de la probabilité de transition nominale de chaque unité de consommation clôt la phase de programmation du procédé de gestion selon l’invention. A ce stade, chaque unité de consommation dispose d’une probabilité de transition nominale pour la période de temps prédéterminée à venir. Cette probabilité de transition nominale varie, d’un instant donnée de la période de temps prédéterminée à un autre, en fonction du signal de contrôle, lui- même échantillonnée sur la période de temps prédéterminée, et de la fonction locale, dépendant également du signal de contrôle. Comme expliqué précédemment, le fonctionnement en temps réel de chaque unité de consommation peut être modélisé par un comportement aléatoire basé sur la probabilité de transition nominale. Ainsi le fonctionnement de chaque équipement industriel ou domestique au niveau de chaque unité de consommation dépend de la probabilité de transition nominale de l’unité de consommation.

[0108] L’ensemble des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N vise à atteindre la consommation moyenne cible, également transmise lors de l’étape S3 par le module de communication COM de l’unité de traitement UNT, déterminée à l’issue de l’algorithme itératif.

[0109] Par ailleurs, dans le cadre du procédé de gestion selon l’invention, la phase de programmation peut avantageusement être complétée par une phase de gestion en temps réel, mise en oeuvre au cours de la période de temps prédéterminée et donc postérieurement à la phase de programmation. Une telle phase de gestion permet une articulation cohérente avec la phase de programmation.

[0110] A noter que, en l’absence de phase de gestion en temps réel, la probabilité de transition nominale de chaque unité de consommation peut être programmée comme suit sur la période de temps prédéterminée :

[Math. 28]

[0111] Une telle probabilité de transition nominale vise à calculer une déviation préliminaire en minimisant la quantité suivante :

[Math. 29] avec:

[Math. 30]

[0112] La phase de gestion mise en oeuvre sur la période de temps prédéterminée est décrite ci-après en référence à la [Fig. 3]. Une telle phase de gestion vise à mettre à mettre à jour en temps réel signal de contrôle pour mettre à jour, également en temps réel, la probabilité de transition nominale au niveau de chaque unité de consommation du système SYS.

[0113] Lors de la phase de gestion, l’ensemble d’une ou plusieurs unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n suit le programme de production transmis par l’unité de traitement UNT. La production de chaque unité de production est ainsi programmée sur la période de temps prédéterminée à venir.

[0114] Lors d’une étape S5, l’unité de traitement UNT, et plus précisément le processeur PROC, met à jour en temps réel le signal de contrôle en fonction de la consommation moyenne cible.

[0115] Pour ce faire, l’unité de traitement UNT prévoit, à chaque instant de la période de temps prédéterminée, une consommation moyenne à l’instant suivant de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N en fonction de la probabilité de transition nominale mise à jour de chaque unité de consommation.

[0116] L’unité de traitement UNT met ensuite à jour, à chaque instant, le signal de contrôle sur la base d’une comparaison entre la consommation moyenne à l’instant suivant prévue et de la consommation moyenne cible.

[0117] Dans le mode de réalisation illustré sur la [Fig. 2], la mise à jour du signal de contrôle lors de l’étape S5 de la phase de gestion est mise en oeuvre comme suit : [0118] L’unité de traitement UNT construit un modèle de consommation prédictif permettant d’approximer, en fonction du signal de contrôle à un instant donné, la consommation moyenne prévue à l’instant suivant.

[0119] En d’autres termes, une fonction F est générée par l’unité de traitement UNT. Cette fonction F prend en entrée la valeur du signal de de contrôle à un instant donné et renvoie la consommation moyenne de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N prévue pour l’instant suivant.

[0120] Une fois le modèle de consommation prédictif construit, celui-ci est modifié par apprentissage à chaque instant de la période de temps prédéterminée.

[0121] A chaque instant de la période de temps prédéterminée, l’unité de traitement UNT compare une consommation moyenne réelle et une consommation moyenne prévue à cet instant de l’ensemble d’une ou plusieurs unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N . Une telle comparaison permet de mesurer la différence ou la distance entre la consommation moyenne approximée et la consommation moyenne réelle à cet instant.

[0122] Ensuite, l’unité de traitement UNT, et plus exactement le processeur PROC, adapte par apprentissage, à chaque instant, le modèle de consommation prédictif, donc la fonction F, sur la base de la comparaison effectuée.

[0123] Enfin, l’unité de traitement met à jour, à chaque instant, le signal de contrôle par application réciproque du modèle de consommation prédictif à la consommation moyenne cible visée à l’instant suivant. L’application réciproque F ^-1 permet ainsi de s’adapter aux contraintes, aléas et spécificités des unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N du système SYS.

[0124] En d’autres termes, à l’issue de l’étape S5, le signal de contrôle est mis à jour comme suit :

[Math. 31] ζ(t _k ) = F ^-1 (r(t _k+1 )) où ζ(t _k ) est la valeur à l’instant t _k du signal de contrôle mis à jour. [0125] Lors d’une étape S6, l’unité de traitement UNT transmet, à chaque instant de la période de temps prédéterminée, le signal de contrôle mis à jour à chaque unité de consommation.

[0126] Comme expliqué précédemment, le signal de contrôle mis à jour est par exemple transmis par le module de communication COM. Il est à noter que le signal de contrôle mis à jour au cours de la phase de gestion en temps réel est commun à tous les unités de consommation UC ₁ , UC ₂ , UC _N de même que le signal de contrôle obtenu à l’issue de la phase de programmation.

[0127] Enfin, lors d’une étape S7, la probabilité de transition nominale est mise à jour, au niveau de chaque unité de consommation, sur la base du signal de contrôle mis à jour reçu.

[0128] Par exemple, la probabilité de transition nominale peut être mise à jour comme suit lors de la phase de gestion :

[0129] [Math. 32] où :

- Q ⁱ (t _k ,X ₁ ,dX ₂ ) est la probabilité de transition nominale mise à jour lors de la phase de gestion caractérisant la probabilité de la i-ème unité de consommation de passer, à l’instant t _k , d’un état de fonctionnement X ₁ à un autre état de fonctionnement X ₂ ;

- ζ (t _k ) est la valeur à l’instant t _k du signal de contrôle mis à jour.

[0130] La personne du métier comprend que, au cours de la période de temps prédéterminée pendant laquelle est mise en oeuvre la phase de gestion en temps réel, chaque unité de consommation du système SYS fonctionne selon la probabilité de transition nominale mise à jour en temps réel. Ainsi, à chaque instant de la période de temps, le signal de contrôle est mis à jour par le processeur PROC au niveau de l’unité de traitement UNT. Le signal de contrôle ainsi modifié est transmis à chaque unité de consommation. La probabilité de transition nominale est mise à jour, également à chaque instant, en fonction du signal de contrôle reçu. Le fonctionnement de chaque unité de consommation est paramétré par la probabilité de transition nominale. En d’autres termes, l’unité de consommation passe d’un état ou mode de fonctionnement à un autre conformément à la probabilité de transition nominale mise à jour. Au niveau de la i-ème unité de consommation, la fonction C _i permet de déterminer, pour chaque état de fonctionnement, le profil de consommation C _i (X ⁱ ) associé. Le profil de consommation C _i (X ⁱ ) permet de déterminer, à chaque instant tk de la période de temps, la consommation C _i (X ⁱ )(tk) de la i-ème unité de consommation.

[0131] De même, les unités de production UP ₁ , UP ₂ , UP _n suivent le programme de production, sur la période de temps, transmis par l’unité de traitement UNT. Comme expliqué précédemment, ce programme de production est cohérent avec la consommation moyenne cible et permet d’améliorer l’équilibre entre l’offre et la demande en énergie électrique.

[0132] Ainsi, les équipements domestiques ou industriels localisés au niveau de chaque unité de consommation modulent leur consommation en énergie électrique, fournie par l’ensemble d’une ou plusieurs unités de production UPi, UP2, UPn en modifiant leur état ou mode de fonctionnement en temps réel en suivant la probabilité de transition nominale mise à jour à chaque réception du signal de contrôle, également mis à jour en temps réel.

[0133] L’utilisation du modèle prédictif permet de se rapprocher de la consommation moyenne cible déterminée lors de la phase de programmation tout en étant compte, pour chaque unité de consommation, des données locales spécifiques.