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Stage RO – Planification court-terme chez Hydro-Québec

Stage RO – Planification court-terme

Contexte

Le stage dont le sujet est décrit ci-dessous se déroulerait au sein de l’équipe Optimisation Modélisation Mathématique (OMM) de l’unité Planification de la Production (PP), dont les bureaux se situent au siège social d’Hydro-Québec Production (HQP) à Montréal.

Hydro-Québec Production (HQP) produit de l’électricité pour approvisionner le marché québécois et commercialise ses surplus sur les marchés de gros du Nord-Est américain. L’unité Planification de la Production (PP) doit fournir les orientations pour assurer le développement, l’exploitation et la maintenance du parc de production de façon à maximiser les revenus.

Objectifs

Les exploitants du parc de production et du réseau de transport d’Hydro-Québec utilisent un plan de production ainsi que des stratégies de production dans la conduite de leurs opérations. Le plan de production est fourni par les Agents Planification et Exploitation du Réseau (APER) du CCR de TransÉnergie (HQT). Ce plan indique les groupes turbines-alternateurs synchronisés à chaque heure de l’horizon (3 jours) et afin de suivre la charge du réseau de transport et respecter les contraintes électriques ainsi que les contraintes hydriques les plus importantes. Pour déterminer les contraintes hydriques les plus pertinentes et les intégrer dans le plan de production, l’APER utilise les stratégies de production qui sont fournies par les conseillers court-terme (CT) d’Hydro-Québec Production (HQP). Les stratégies de production donnent pour chacun des sites régularisables, les consignes à respecter ainsi que l’objectif global de la gestion de la journée courante à la fin de l’horizon de 30 jours.

Un projet innovateur a été lancé à Hydro-Québec en 2021 avec comme objectif la conception d’un plan de production commun pour tous les acteurs de l’horizon 0 – 30 jours. Au cœur de ce projet, se trouve la nécessité de développer un outil d’optimisation tenant compte :

  • De la complexité des contraintes du réseau de transport et des limites de transport.
  • Des contraintes liées à la gestion hydrique des rivières et à la performance énergétique du parc de production
  • De l’ensemble des données de production (apports, les échanges, la demande, l’état des équipements de production)

Le problème à résoudre comporte plusieurs niveaux de difficultés :

  • Un problème de grande taille : la décision principale est de connaître quel groupe engager à chaque pas de temps afin satisfaire la demande et respecter mes contraintes. Pour un parc qui comporte un grand nombre de groupes turbines-alternateurs, les combinaisons possibles sont en nombre exponentiel.
  • Certaines contraintes sont reçues sous forme de chaîne de caractères. Elles sont ensuite traitées avant d’être introduites sous forme de contraintes linéaires. Ce traitement rajoute des variables binaires, entières ainsi que des contraintes. Il n’est cependant pas possible de connaître à priori le nombre de variables et contraintes rajoutées dans le modèle. Cette situation impacte possiblement la performance du modèle.
  • Le formalisme de la programmation linéaire limite la prise en compte directe des stratégies de production.

Des exigences en termes de temps de calcul, de robustesse et de stabilité de la solution sont également présentes pour la résolution du problème.

Rôle du stagiaire

Le stagiaire sera responsable de la conception et du développement d’un modèle d’optimisation de la production court-terme à la base du plan de production commun. Il travaillera en équipe avec des ingénieurs logiciels, des conseillers optimisation (OMM), des conseillers Planification de la production et des chercheurs de l’IREQ et des conseillers de TransÉnergie. Le développement informatique se fera à l’aide d’un langage de l’environnement .NET (C# ou F#), ainsi du langage de modélisation OPL de Cplex Studio. L’approche initiale porte sur la conception d’un modèle mixte en nombres entiers (MIP). Les développements pourront mener à l’utilisation de méthodes plus avancées (génération de colonnes, relaxation lagrangienne).

Le stage est prévu pour durer 8 mois, à partir de Janvier 2022.

Compétences recherchées

  • Optimisation mathématique (Maîtrise) : avoir complété 4 sessions ou plus à la Maîtrise en optimisation mathématique ou un domaine connexe (génie industriel, gestion de stocks, recherche opérationnelle, …)
  • Programmation linéaire en nombre entier (CPLEX et OPL) : très bonne connaissance.
  • Programmation informatique [Langages Microsoft .NET (C#, F#)] : Expérience d’au moins 1 an.
  • Interrogation de base de données (SQL Oracle), SQLite : bonne connaissance.
  • Visualisation et présentation de statistiques (Excel, Matlab) : bonne connaissance.

Intérêt marqué pour les technologies suivantes :

  • IBM CPLEX Optimization Studio: OPL et OPL Script.
  • Programmation linéaire, programmation linéaire en nombres entiers (PLNE), Décomposition de Dantzig-Wolfe (génération de colonnes), méthodes heuristiques, relaxation lagrangienne.
  • Langages Microsoft .NET [C# ou F#] : la connaissance de l’API .NET d’OPL CPLEX serait un atout.
  • Base de données Oracle (SQL), manipulation de fichiers SQLite.
  • Connaître la rédaction et la communication techniques.
  • Démontrer la maîtrise des compétences comportementales suivantes

o Agile et orienté résultats

o Centré sur le client

o S’engage dans les améliorations et l’innovation

o Travail en équipe

  • Avoir de la langue française une connaissance appropriée à la fonction
  • PARTICULARITÉS : Horaire de travail: 5 jours par semaine – 35 heures

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Bon succès à tous et à toutes !