Modélisation de ressources hydroélectriques dans un contexte d'intégration des énergies renouvelables variables

Dans le contexte actuel où l'on essaie de réduire la dépendance de nos sociétés aux combustibles fossiles, on prévoit une grande croissance des sources d'énergie renouvelable variable (EnRV), telles que l'éolien et le solaire, au sein des réseaux énergétiques dans les prochaines années [26]. Leur intégration aux réseaux électriques augmente les défis liés à l'adéquation de l'offre à la demande. Si elles représentent une forte proportion de la puissance installée, l'imprévisibilité et les fluctuations de leur production deviennent un enjeu. Les EnRV doivent donc être combinées à des technologies offrant de la flexibilité en termes de gestion du réseau, flexibilité que peuvent fournir, outre l'ajustement de la demande, les dispositifs de stockage ainsi que les centrales permettant des variations rapides de production. Certaines centrales hydroélectriques peuvent stocker de l'énergie grâce à leurs réservoirs. Leurs groupes turbine-alternateur rendent possibles des ajustements rapides de la puissance générée grâce à leurs courts délais de démarrage et d'arrêt, à leur plage de réglage et à leur inertie. L'hydroélectricité, énergie peu coûteuse, renouvelable et faiblement émettrice de gaz à effet de serre dans les régions nordiques, a le potentiel de faciliter l'intégration des EnRV. Ces dernières années, l'intérêt grandit à l'endroit des parcs de production hydroélectrique de grande taille, car on estime qu'ils peuvent soutenir la décarbonation de leurs réseaux électriques voisins. L'objectif de ce mémoire consiste à analyser les impacts potentiels de la croissance des EnRV au sein des réseaux voisins sur un tel parc de production, en l'occurrence celui d'Hydro-Québec. Les travaux présentés ont été réalisés au sein de l'unité Optimisation et Modélisation Mathématique de la Direction Production et Exploitation d'Hydro-Québec Production. Leurs modèles opérationnels de gestion de la production sont adaptés pour tenir compte des nouvelles dynamiques associées à la croissance des EnRV. Les ajustements effectués aux modèles permettent qu'ils rendent compte du processus d'achat et de vente sur le marché de l'électricité, et des contraintes qui le régissent. Les modèles adaptés permettent de simuler l'opération du parc de production en supposant différents bouquets énergétiques chez ses réseaux voisins, qui sont intégrés à la modélisation par les différents profils de prix courants de l'électricité qu'ils pourraient générer. Les analyses avec le modèle à moyen terme, utilisé pour des horizons de quelques années, mettent en valeur les fluctuations que connaissent les profils de production, d'échanges et de puissance disponible pour entretien. Par ailleurs, un potentiel intéressant de stockage apparaît.