Références de consommation et mesure de la réponse à la demande

Un programme de réponse à la demande rémunère un changement de consommation. Pour mesurer ce changement, il faut estimer ce que le site aurait consommé sans événement : c’est la consommation de référence. Elle est calculée à partir de jours passés, et non directement mesurée. Sa méthode de calcul détermine donc la réponse comptabilisée.

Ce guide appartient à la série sur la flexibilité. Le guide sur l’IoT dans la réponse à la demande suit l’ensemble d’un événement, de l’instruction au règlement.

Exemple chiffré

Un site participant au Demand Flexibility Service (DFS) britannique réduit sa consommation pendant une période de règlement, de 17 h à 17 h 30 un jour ouvré. Il constitue un point de comptage dans une unité DFS agrégée, car la taille minimale d’une unité est de 0,1 MW. Sa référence P376 pour cette demi-heure est la moyenne de la même demi-heure sur les 10 derniers jours ouvrés admissibles. Les énergies relevées ces jours-là sont 98, 102, 100, 97, 105, 99, 101, 103, 96 et 99 kWh. Leur somme est de 1 000 kWh : la référence est donc de 100 kWh.

Les fichiers DFS contiennent des kWh par période de règlement. Pour obtenir la puissance moyenne, divisez cette énergie par 0,5 h. NESO évalue la réponse de l’unité DFS entière par rapport à sa quantité acceptée. Entre 50 % et 120 % de celle-ci, aucune pénalité ne s’applique. Entre 25 % et 50 %, le paiement est réduit ; sous 25 %, il est nul ; au-dessus de 120 %, l’énergie rémunérée est plafonnée. La documentation NESO cite une unité ayant livré 36,7 % de 15 MWh : elle a été réglée sur 23,3 %, soit 3,5 MWh.

Une erreur sur la référence modifie directement le résultat. Si une quinzaine de jours exceptionnellement chargés la place 5 % trop haut, à 210 kW, le site se voit créditer 60 kW, soit 20 % de plus que les 50 kW réellement réduits. Si elle est 5 % trop basse, à 190 kW, le crédit tombe à 40 kW.

Le rattrapage désigne la consommation supplémentaire après l’événement : les groupes frigorifiques rétablissent la température et les procédés mis en pause redémarrent. DFS ne rémunère que les périodes de règlement contractuelles. Le rattrapage ultérieur ne donne pas lieu à paiement, mais figure sur la facture du site et peut établir une nouvelle pointe. Le calculateur ci-dessous ajoute deux périodes de rattrapage à l’exemple. Le site évite 25 kWh pendant l’événement et consomme 17 kWh au-dessus de la référence pendant l’heure suivante ; l’économie nette est donc de 8 kWh.

Méthodes de calcul de la référence

La moyenne fonctionne bien si la charge se répète d’un jour à l’autre. Jusqu’en 2017, California ISO utilisait pour le règlement une moyenne de 10 jours ouvrés sur 10, avec un ajustement plafonné à 20 %. Son étude a jugé cette méthode raisonnable pour les grands sites tertiaires peu sensibles à la météo. Elle sous-estimait en revanche la réponse des sites tertiaires sensibles à la météo et des ressources résidentielles.

P376 exige un historique minimal. Si la fenêtre de 60 jours contient 5 à 9 jours ouvrés admissibles, DFS les utilise tous. En dessous de 5, le point de comptage ne peut pas être utilisé : sa référence prend par défaut la valeur mesurée pendant l’événement, donc sa réponse comptabilisée est nulle. Les jours d’événement sont exclus. Cela comprend un événement DFS, une instruction de flexibilité du gestionnaire de réseau de distribution (DNO) avec un préavis d’au plus 48 heures, un événement du Capacity Market ou une prestation dans un autre service cumulé avec un préavis d’au plus 48 heures. Des événements fréquents repoussent ainsi la moyenne vers des jours plus anciens, potentiellement moins représentatifs.

Depuis le 9 avril 2026, les points de comptage industriels, commerciaux et de production renouvelable intermittente peuvent utiliser une référence déclarée par le participant dans DFS. Celui-ci dépose une prévision en kWh pour chaque demi-heure du jour de livraison. Le fichier ne peut parvenir plus de 24 heures avant la publication du besoin de service par NESO, ni après cette publication. NESO retient la dernière version. Les points de comptage résidentiels restent soumis à P376. La même évolution a réduit la taille minimale d’une unité DFS de 1 MW à 0,1 MW. Une prévision ne peut pas être confrontée à un historique du jour de l’événement : conservez le modèle, ses données d’entrée et ses erreurs observées les jours sans événement. DFS exige aussi la conservation de la référence de chaque point de comptage réglé pour un éventuel audit.

Ajustement le jour même

Une moyenne historique ne connaît pas la charge du jour de l’événement. Un ajustement le jour même, souvent appelé ajustement matinal, utilise les heures précédentes. Dans sa forme multiplicative, on divise l’énergie mesurée dans une fenêtre d’ajustement par l’énergie de référence non ajustée dans cette même fenêtre, puis on applique ce rapport à la référence de l’événement. La forme additive ajoute une différence exprimée en kW. Les règles proposées à CAISO en 2017 utilisaient une fenêtre de 2 heures se terminant 2 heures avant l’événement et une autre de 2 heures commençant 2 heures après. Ces marges empêchent le prérefroidissement, un arrêt anticipé ou le rattrapage d’influencer le rapport.

Reprenons l’exemple en n’utilisant que la fenêtre avant l’événement. Entre 13 h et 15 h, le site a consommé 360 kWh contre 383 kWh de référence non ajustée. Le rapport vaut 0,94 : la référence ajustée est de 0,94 × 200 kW = 188 kW. La réduction comptabilisée passe de 50 à 38 kW.

Les programmes plafonnent le rapport. La méthode CAISO de 10 jours sur 10 autorisait ±20 %, soit une plage de 0,8 à 1,2. Sa proposition d’appariement météorologique de 2017 autorisait de 0,71 à 1,4. Selon l’étude CAISO, un plafond réduit la dispersion de l’estimation et limite la possibilité pour un site d’augmenter artificiellement sa référence en modifiant sa charge avant l’événement. Sans marge ni plafond, une charge supplémentaire dans cette fenêtre gonfle la référence. Avec un rapport de 1,2, la référence de l’exemple atteint 240 kW et la réduction comptabilisée 90 kW.

Coughlin et ses collègues du Lawrence Berkeley National Laboratory ont testé sept modèles de référence sur 33 bâtiments commerciaux californiens. L’ajustement matinal a réduit le biais et amélioré la précision des sept modèles. Aucun n’était satisfaisant pour les bâtiments à charge très variable. Les méthodes par moyenne y étaient les plus précises, mais pas les moins biaisées.

La documentation DFS, version 18 d’août 2026, ne décrit aucun ajustement le jour même de la référence P376. Vérifiez toujours la méthode dans les documents en vigueur du programme auquel vous participez.

Vérifier la référence avant le premier événement

Testez la méthode sur des jours sans événement : tout écart entre référence et mesure est alors une erreur. L’étude CAISO emploie deux indicateurs. L’erreur moyenne en pourcentage est l’erreur signée moyenne divisée par la charge moyenne ; elle révèle le biais. Une valeur positive signifie que la référence surestime la charge. Le CV(RMSE), racine de l’erreur quadratique moyenne divisée par la charge moyenne, décrit la dispersion des erreurs d’un jour à l’autre.

Comparez ces deux erreurs, exprimées en kW, à la réduction promise plutôt qu’à la charge totale. Le rapport CAISO donne l’exemple suivant : un site qui réduit sa charge de 20 % mais dont la référence est surestimée de 2 % déclare une réduction de 22 %, soit 110 % de la réduction réelle. Ici, un CV(RMSE) de 5 % sur une référence de 200 kW correspond à une erreur typique de 10 kW, un cinquième des 50 kW promis.

L’erreur du compteur est rarement la plus grande. La classe 0,5S selon IEC 62053-22 limite l’erreur du compteur à ±0,5 % dans ses conditions de référence, soit 1 kW sur une charge de 200 kW. Une référence erronée de 5 % s’écarte de 10 kW.

Ce que les données du site doivent établir

La production et le stockage à l’intérieur de la frontière modifient la réponse comptée. Pour une réduction de consommation, DFS calcule : (importation de référence − exportation de référence) − (importation mesurée − exportation mesurée). Prenons un site dont la production solaire est de 80 kW et l’importation nette de 40 kW. Il arrête 60 kW de charge : la frontière passe alors à une exportation nette de 20 kW. La réponse vaut (40 − 0) − (0 − 20) = 60 kW ; elle est intégralement comptée. Pour la même raison, une référence déclarée pour un MPAN d’importation peut être négative. Si une batterie ou un générateur situé à l’intérieur de la frontière démarre pendant l’événement, le compteur à la frontière compte sa production comme réponse. Un sous-compteur sur la seule charge pilotée ne compte que cette charge.

Les données tardives doivent être classées selon l’heure de mesure, et non l’heure de réception. Un doublon ne doit pas compter deux fois. Le guide sur les horodatages explique ces deux règles.

Jours atypiques

Un jour férié, un arrêt de production ou un groupe frigorifique en panne change la consommation indépendamment d’un événement. La règle de référence détermine le traitement de ce jour. Selon P376, un jour d’événement quitte l’échantillon ; le jour admissible plus ancien suivant dans la fenêtre de 60 jours le remplace. La documentation DFS n’exclut que les jours d’événement. Un jour ouvré marqué par un arrêt de production reste donc dans l’échantillon et abaisse la référence pendant les 10 jours ouvrés suivants. Consignez la cause de chaque jour atypique. Jusqu’à sa sortie de l’échantillon, le participant peut offrir moins pour l’unité ou faire passer un point de comptage industriel ou commercial à une référence déclarée. Si le programme permet d’estimer une lacune, identifiez chaque valeur estimée comme telle.

Séparer les preuves de commande

Un accusé de réception prouve que l’instruction est arrivée. Le retour de l’équipement indique qu’il a agi. La mesure montre l’effet observé par le réseau. DFS rend le premier enregistrement obligatoire pour un point de comptage à participation manuelle : le participant doit conserver une confirmation de ce point, reçue entre l’offre et le début de la livraison, faute de quoi le point ne peut être réglé. Pour une charge commandée directement, l’instruction tient lieu de confirmation et doit être conservée.

Les litiges sur les données mesurées tiennent à des défauts concrets : un intervalle manque dans la fenêtre de référence ; l’horloge d’un enregistreur est décalée d’un intervalle et place la réduction dans la mauvaise période de règlement ; une valeur estimée est déclarée comme mesurée. Le guide de vérification des commandes BESS traite la partie commande.

Préparer la participation à un programme

1. Obtenez de l’agrégateur ou du programme la méthode de référence en vigueur, l’intervalle de règlement, le format de fichier et la convention de signe. Le guide sur les centrales électriques virtuelles précise les responsabilités.
2. Mesurez le site au moins à la fréquence des périodes de règlement. Pour P376, commencez au moins 3 semaines avant le premier événement afin de disposer de 10 jours ouvrés admissibles malgré les jours fériés. Pour l’appariement météorologique, constituez un historique couvrant les températures attendues pendant les événements.
3. Calculez la référence sur au moins 10 jours sans événement et comparez-la à la mesure. Consignez le biais et le CV(RMSE) en kW, puis comparez-les à la réduction promise.
4. Effectuez un événement d’essai. Comparez la réduction calculée à la frontière avec la variation mesurée sur chaque équipement piloté.
5. Conservez ensemble les intervalles sources, le calcul de référence et la version de la méthode.

Mesure et commande avec EpiSensor

Le contrôleur de réponse à la demande ZDR mesure une alimentation triphasée à la classe 0,5S (IEC 62053-22) et pilote la charge concernée : un relais déleste une charge ou démarre un générateur, ou une consigne Modbus pilote une batterie. Cette classe couvre ensemble le contrôleur et ses transformateurs de courant. Il enregistre l’action et la variation mesurée sur une même horloge. Les modèles équipés d’une synchronisation GPS/GNSS enregistrent les événements avec une résolution de 20 ms. Les compteurs électriques ZEM mesurent d’autres circuits à la même classe et fournissent un enregistrement par sous-compteur pour chaque charge pilotée. Une Gateway exécutant Edge conserve sur site l’historique par intervalle avec l’heure de mesure de chaque relevé, puis l’envoie à la plateforme de l’agrégateur par MQTT ou HTTP. La solution de réponse à la demande présente l’ensemble du système.