etm-powersync-energy-plugin-etm/energyplugin/etm/scheduler/rulebasedscheduler.cpp

// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0-or-later
// Copyright (C) 2025 - 2026, Patrick Schurig / ETM PowerSync

#include "rulebasedscheduler.h"
#include "../energyarbitrator.h"
#include "../../evcharger.h"
#include "../../types/chargingaction.h"
#include "../../types/charginginfo.h"

#include "plugininfo.h"
#include <QUuid>
#include <algorithm>

RuleBasedScheduler::RuleBasedScheduler(EnergyArbitrator *arbitrator, QObject *parent)
    : QObject(parent)
    , m_arbitrator(arbitrator)
{
}

Plan RuleBasedScheduler::getPlan(const SurplusContext &ctx)
{
    // Planification (même logique que l'amont — écrit dans m_chargingActions)
    m_arbitrator->runSpotMarketPlanning(ctx.timestamp);
    m_arbitrator->runSurplusPlanning(ctx.timestamp);

    Slot slot;
    slot.from = ctx.timestamp;
    slot.to   = ctx.timestamp.addSecs(60);

    const auto &cas    = m_arbitrator->scheduledActions();
    const auto &evs    = m_arbitrator->registeredEvChargers();

    // Même priorité que adjustEvChargers() — iso-fonctionnel 3b
    for (auto it = evs.constBegin(); it != evs.constEnd(); ++it) {
        EvCharger *ev = it.value();
        if (!ev->available() || !ev->pluggedIn())
            continue;

        const ChargingActions &actions = cas.value(ev);
        LoadAction la;

        if (actions.value(ChargingAction::ChargingActionIssuerTimeRequirement).chargingEnabled()) {
            la = buildTimeRequirementAction(
                ev, actions.value(ChargingAction::ChargingActionIssuerTimeRequirement));

        } else if (actions.value(ChargingAction::ChargingActionIssuerSurplusCharging).chargingEnabled()) {
            const auto &ca = actions.value(ChargingAction::ChargingActionIssuerSurplusCharging);
            la.loadId          = ev->thing()->id().toString();
            la.kind            = LoadAction::Setpoint;
            la.funding         = LoadAction::Surplus;
            la.chargingEnabled = true;
            la.currentA        = ca.maxChargingCurrent();
            la.phaseCount      = ca.desiredPhaseCount();
            la.reason          = QStringLiteral("Surplus PV disponible — recharge solaire");
            la.estimatedPowerW = la.currentA * 230.0 * la.phaseCount;

        } else if (actions.value(ChargingAction::ChargingActionIssuerSpotMarketCharging).chargingEnabled()) {
            const auto &ca = actions.value(ChargingAction::ChargingActionIssuerSpotMarketCharging);
            la.loadId          = ev->thing()->id().toString();
            la.kind            = LoadAction::Setpoint;
            la.funding         = LoadAction::Grid;
            la.chargingEnabled = true;
            la.currentA        = ca.maxChargingCurrent();
            la.phaseCount      = ca.desiredPhaseCount();
            la.reason          = QStringLiteral("Tarif aWATTar favorable — recharge heure creuse");
            la.estimatedPowerW = la.currentA * 230.0 * la.phaseCount;

        } else {
            const ChargingInfo::ChargingMode mode =
                m_arbitrator->chargingInfo(ev->id()).chargingMode();
            if (mode == ChargingInfo::ChargingModeEcoWithMinCurrent
                || mode == ChargingInfo::ChargingModeEcoMinWithTargetTime) {
                la = buildMinCurrentAction(ev);
            } else {
                la = buildIdleAction(ev);
            }
        }

        slot.actions.append(la);
    }

    // ---- Waterfall ECS (charges non-EV à paliers) ---------------------------------
    // Correction A — déduction EV unique : ctx.meter.exportW est la mesure BRUTE
    // (invariant 8). Les consignes EV de CE cycle ne sont pas encore visibles au
    // compteur ; on réserve donc leur puissance commandée non encore mesurée.
    double evReservedW = 0;
    for (const LoadAction &la : slot.actions) {
        if (la.kind != LoadAction::Setpoint || !la.chargingEnabled)
            continue;
        EvCharger *ev = evs.value(ThingId(la.loadId));
        const double measuredW = ev ? ev->currentPower() : 0.0;
        evReservedW += qMax(0.0, la.estimatedPowerW - measuredW);
    }
    // Surplus net SIGNÉ : exportW − importW = −puissance compteur. Négatif en import →
    // l'ECS déleste (budget < palier) au lieu de rester allumé sur le réseau. (Le maintien
    // transitoire sous minOn est géré par le verrou de l'adaptateur, pas par le budget.)
    double remainingSurplusW = (ctx.meter.exportW - ctx.meter.importW) - evReservedW;

    // Charges pilotables non-EV triées par priorité ASCENDANTE : rang 1 = premier servi
    // (OPTIMIZER_PROTOCOL §5 + annexe C — la priorité est un rang). Le budget de surplus est
    // UNIQUE et cascade à travers TOUTES ces charges par priorité :
    //   - etmvariableload (ECS/routeur, kind Setpoint W → buildSetpointAction, règle d'arrondi §5) ;
    //   - sg-ready (PAC, kind State → buildSgReadyStateAction, mapping sémantique).
    // Charges en WATTS (Setpoint) : etmvariableload (continu) ET relay-router (rév. 3, combinaison
    // de relais dérivée côté routeur). Charge à ÉTATS : sg-ready (PAC). Le scheduler distingue
    // Setpoint vs State (nature de l'action), PAS la classe concrète d'adaptateur (frontière rév. 3).
    QList<LoadContext> nonEvLoads;
    for (const LoadContext &lc : ctx.loads) {
        if (lc.adapter == QStringLiteral("etmvariableload") || lc.adapter == QStringLiteral("relay-router")
            || lc.adapter == QStringLiteral("sg-ready"))
            nonEvLoads.append(lc);
    }
    std::sort(nonEvLoads.begin(), nonEvLoads.end(),
              [](const LoadContext &a, const LoadContext &b) { return a.priority < b.priority; });

    for (const LoadContext &lc : nonEvLoads) {
        if (lc.adapter == QStringLiteral("sg-ready"))
            slot.actions.append(buildSgReadyStateAction(lc, remainingSurplusW));
        else
            slot.actions.append(buildSetpointAction(lc, remainingSurplusW));  // etmvariableload + relay-router
    }

    // Grid funding (ECS/PAC) : dormant jusqu'à 3f (waterfall réseau) — non implémenté ici.

    Plan plan;
    plan.planId   = QUuid::createUuid().toString(QUuid::WithoutBraces);
    plan.strategy = QStringLiteral("rule-based");
    plan.timeSlots.append(slot);
    return plan;
}

LoadAction RuleBasedScheduler::buildTimeRequirementAction(EvCharger *ev,
                                                           const ChargingAction &ca) const
{
    // Le courant final est affiné par adjustEvChargers() (allowance root-meter).
    // En 3b on log la valeur brute de la planification — iso-fonctionnel.
    LoadAction la;
    la.loadId          = ev->thing()->id().toString();
    la.kind            = LoadAction::Setpoint;
    la.funding         = LoadAction::Grid;
    la.chargingEnabled = true;
    la.currentA        = ca.maxChargingCurrent();
    la.phaseCount      = ca.desiredPhaseCount();
    la.reason          = QStringLiteral("Deadline VE approchante — recharge prioritaire");
    la.estimatedPowerW = la.currentA * 230.0 * la.phaseCount;
    return la;
}

LoadAction RuleBasedScheduler::buildMinCurrentAction(EvCharger *ev) const
{
    const uint minA    = qMax(EcoMinChargingCurrent, ev->maxChargingCurrentMinValue());
    const uint phases  = ev->phaseCount();

    LoadAction la;
    la.loadId          = ev->thing()->id().toString();
    la.kind            = LoadAction::Setpoint;
    la.funding         = LoadAction::Surplus;
    la.chargingEnabled = true;
    la.currentA        = minA;
    la.phaseCount      = phases;
    la.reason          = QStringLiteral("Aucun surplus — courant minimum maintenu (mode EcoMin)");
    la.estimatedPowerW = la.currentA * 230.0 * la.phaseCount;
    return la;
}

LoadAction RuleBasedScheduler::buildIdleAction(EvCharger *ev) const
{
    LoadAction la;
    la.loadId          = ev->thing()->id().toString();
    la.kind            = LoadAction::Setpoint;
    la.funding         = LoadAction::Surplus;
    la.chargingEnabled = false;
    la.currentA        = 0;
    la.phaseCount      = 0;
    la.reason          = QStringLiteral("Aucun surplus disponible — recharge suspendue");
    la.estimatedPowerW = 0;
    return la;
}

LoadAction RuleBasedScheduler::buildSetpointAction(const LoadContext &lc,
                                                   double &remainingSurplusW) const
{
    // Recrédit anti-clignotement (Correction B / contrat rév. 2 §5) : la conso de DÉBUT de cycle
    // est déjà soustraite de l'export mesuré → on la rend au budget local avant d'arrondir.
    // PAS de relecture post-setpoint (invariant 8 : aucune boucle de feedback).
    const double budgetW = remainingSurplusW + lc.telemetry.currentPowerW;

    const QList<int> &levels = lc.declared.powerLevels;
    const bool dynamic = levels.isEmpty();

    double setpointW;
    if (dynamic) {
        // Dynamic (routeur PV / triac) : modulation continue bornée au plafond déclaré.
        const double maxW = lc.declared.maxPowerW > 0 ? lc.declared.maxPowerW : budgetW;
        setpointW = qBound(0.0, budgetW, maxW);
    } else {
        // Fixed : plus haut palier déclaré ≤ budget (levels triés croissants, 0 inclus →
        // garantit une consigne valide même budget ≤ 0). Granularité connue → zéro cycle de retard.
        int chosen = 0;
        for (int l : levels) {
            if (l <= budgetW) chosen = l;
            else break;
        }
        setpointW = chosen;
    }

    // ECS-410 — charge INDISPONIBLE : elle sort de l'ARBITRAGE, pas de la COMPTABILITÉ.
    // Aucune allocation neuve, mais sa consommation reste retranchée du budget : une
    // puissance qu'on ne sait plus couper est de la conso fixe, au même titre que la base de
    // la maison. La retirer du bilan offrirait aux charges suivantes un budget qui n'existe
    // pas — c'est le trou d'ECS-306 rouvert par une autre porte.
    //
    // Le figeage est porté par l'adaptateur : lockMin == lockMax == puissance crue engagée.
    // Le clamp ci-dessous suffit donc à produire la bonne comptabilité, sans branche spéciale.
    if (!lc.telemetry.available) {
        const double gele = lc.telemetry.lockMinPowerW;
        LoadAction la;
        la.loadId          = lc.id;
        la.kind            = LoadAction::Setpoint;
        la.funding         = LoadAction::Surplus;
        la.powerW          = gele;
        la.estimatedPowerW = gele;
        la.reason = QStringLiteral("%1 INDISPONIBLE — aucune commande émise ; %2 W toujours "
                                   "comptés au budget (levée par ClearLoadFault)")
                        .arg(lc.label).arg(qRound(gele));
        remainingSurplusW = budgetW - gele;
        return la;
    }

    // ECS-306 — clamp lock-aware AVANT de décrémenter le budget (AGENTS règle 4 : les
    // bornes de l'adaptateur écrêtent TOUTE sortie de stratégie, et leur résultat doit
    // revenir à l'arbitre). Sans ceci, l'adaptateur remonte le palier de son côté et le
    // scheduler décrémente une valeur plus basse : pendant toute la fenêtre minOn, les
    // charges suivantes reçoivent un résidu surestimé → soutirage réseau.
    if (lc.telemetry.lockMaxPowerW >= 0)
        setpointW = qMin(setpointW, lc.telemetry.lockMaxPowerW);
    if (setpointW < lc.telemetry.lockMinPowerW)
        setpointW = lc.telemetry.lockMinPowerW;   // puissance engagée, non-coupable

    LoadAction la;
    la.loadId          = lc.id;
    la.kind            = LoadAction::Setpoint;
    la.funding         = LoadAction::Surplus;
    la.powerW          = setpointW;
    la.estimatedPowerW = setpointW;

    if (setpointW > budgetW)
        la.reason = QStringLiteral("Verrou minOn — %1 maintenue à %2 W (puissance engagée, "
                                   "budget %3 W) ; le résidu en tient compte")
                        .arg(lc.label).arg(qRound(setpointW)).arg(qRound(budgetW));
    else if (setpointW > 0)
        la.reason = QStringLiteral("Surplus PV %1 W — %2 consigne %3 W%4")
                        .arg(qRound(budgetW)).arg(lc.label).arg(qRound(setpointW))
                        .arg(dynamic ? QString() : QStringLiteral(" (palier)"));
    else
        la.reason = QStringLiteral("Surplus insuffisant (%1 W) — %2 à 0 W")
                        .arg(qRound(budgetW)).arg(lc.label);

    // Résidu : budget − consigne engagée → charge suivante de la priorité (même cycle).
    remainingSurplusW = budgetW - setpointW;
    return la;
}

LoadAction RuleBasedScheduler::buildSgReadyStateAction(const LoadContext &lc,
                                                       double &remainingSurplusW) const
{
    const int currentState = lc.telemetry.state;
    const double p3 = lc.declared.estimatedPowerW.value(3, 0.0);
    const double p4 = lc.declared.estimatedPowerW.value(4, 0.0);

    // Recrédit (correction B) : la puissance ALLOUÉE de l'état courant (déclaré, 0 pour 1/2)
    // revient au budget — comme l'ECS. Base : "quel surplus si la PAC n'était pas pilotée ?"
    const double allocatedNowW = lc.declared.estimatedPowerW.value(currentState, 0.0);
    const double budgetW = remainingSurplusW + allocatedNowW;

    // Mapping SÉMANTIQUE (pas "le plus haut qui rentre") avec hystérésis d'état anti-oscillation :
    //   monter en 4 si budget ≥ P4×1,2 ; rester en 4 tant que budget ≥ P4×1,0 (zone morte) ;
    //   sinon recommandation (≥ P3) ; sinon normal (état 2, mains off).
    //   État 1 (effacement) jamais déclenché par le surplus seul — déféré (signal tarif/réseau).
    constexpr double kForceMargin = 1.2;  // hystérésis d'entrée en état 4
    int targetState;
    if (p4 > 0.0 && budgetW >= p4 * kForceMargin)
        targetState = 4;
    else if (currentState == 4 && p4 > 0.0 && budgetW >= p4)   // zone morte : reste forcé
        targetState = 4;
    else if (p3 > 0.0 && budgetW >= p3)
        targetState = 3;
    else
        targetState = 2;

    // Clamp lock-aware (fenêtre minStateHold, calculée au MÊME ctx.timestamp).
    const int loW = lc.telemetry.minState > 0 ? lc.telemetry.minState : 2;
    const int hiW = lc.telemetry.maxState > 0 ? lc.telemetry.maxState : 2;
    int bestState = qBound(qMin(loW, hiW), targetState, qMax(loW, hiW));
    // Sécurité : ne jamais commander un état non déclaré (snap au plus haut déclaré ≤ cible).
    if (!lc.declared.states.contains(bestState)) {
        int snapped = lc.declared.states.isEmpty() ? 2 : lc.declared.states.first();
        for (int s : lc.declared.states)
            if (s <= bestState && s > snapped) snapped = s;
        bestState = snapped;
    }

    LoadAction la;
    la.loadId          = lc.id;
    la.kind            = LoadAction::State;
    la.funding         = LoadAction::Surplus;
    la.state           = bestState;
    la.estimatedPowerW = lc.declared.estimatedPowerW.value(bestState, 0.0);

    if (bestState != targetState)
        la.reason = QStringLiteral("Verrou minStateHold — %1 maintenue état %2 (court-cycling PAC)")
                        .arg(lc.label).arg(bestState);
    else if (bestState == 4)
        la.reason = QStringLiteral("Surplus abondant %1 W — %2 forcée (état 4, ~%3 W)")
                        .arg(qRound(budgetW)).arg(lc.label).arg(qRound(p4));
    else if (bestState == 3)
        la.reason = QStringLiteral("Surplus PV %1 W — %2 recommandée (état 3, ~%3 W)")
                        .arg(qRound(budgetW)).arg(lc.label).arg(qRound(p3));
    else
        la.reason = QStringLiteral("Surplus insuffisant (%1 W) — %2 en normal (état 2, non pilotée)")
                        .arg(qRound(budgetW)).arg(lc.label);

    // Budget restant : on ne soustrait que la puissance ALLOUÉE (états 1/2 = 0).
    remainingSurplusW = budgetW - la.estimatedPowerW;
    return la;
}