SmartGrid : La flexibilité d'un concept global face aux incertitudes du cadre légal et des acteurs...
-
Upload
romande-energie -
Category
Technology
-
view
109 -
download
0
Transcript of SmartGrid : La flexibilité d'un concept global face aux incertitudes du cadre légal et des acteurs...
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
STRATÉGIE"Dans le cadre de la stratégie énergétique 2050 de la
Confédération"
2
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
LE CADRE LÉGAL
• La stratégie énergétique suisse 2050 ainsi que ses lois et ordonnances définissent les objectifs que nous devons atteindre en tant que GRD
• Les résultats des importants projets académiques de la Confédération nous donnent les moyens technologiques d'atteindre ces objectifs
• Le déploiement des nouvelles technologies nécessite une Roadmap, un projet de démonstration afin de valider chaque étape et finalement un plan directeur à moyen et long terme
3
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
LES DÉFIS
• Trouver une réponse technologique pour relever cesdéfis est de notre responsabilité et constitue lamission que nous devons remplir afin de rendrepossible l'atteinte des objectifs de la stratégieénergétique de la Confédération
4
Recul de la
consommation
Pas de limitation des
énergies renouvelablesPlus d'efficience
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
LE CHOIX TECHNIQUE
• Romande Energie veut appliquer un modèle d'exploitation de réseau et
un concept décentralisé du contrôle de réseaux qui assurent une
exploitation sûre, efficace et économiquement efficiente
• Trois principaux axes de développement sont à privilégier afin d'éviter le
renforcement inutile des réseaux et la perte de maîtrise de l'exploitation
5
1.
Observabilité et
pilotage des
réseaux BT
2.
Estimation d'état des
réseaux MT
3.
Participation au
marché de
flexibilité
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
ENSEIGNEMENTS DU TERRAINVers "l'Observabilité et le pilotage des réseaux BT"
7
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
RÉSEAU BT DE CHAPELLE S/MOUDONSITUATION D'ORIGINE
8
~10 V
9 %
GridEye
Variation de tension lors d’un jour ensoleillé
Variation de tension lors d’un jour nuageux
FOCUSDéploiement de 7 modules
d'acquisition et traitement
GridEye
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
STATION DE DISTRIBUTION (250KW)SITUATION D'ORIGINE
9
Distribution de la charge et de la tension au transformateur sur une
année mesurées par GridEye (total PV installé 280 kWp)
FOCUSSituation déjà préoccupante:
430 h/an la tension est à +5% ou au-dessus
La planification du réseau requiert un max de 3% en BT et 2% en MT
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
MESURES CORRECTIVESQUELLE RÉPONSE TECHNOLOGIQUE?
Objectifs principaux :• Pas de modélisation
électrique du réseau• Concept Plug & Play• Intelligence entièrement
décentralisée au NR7• Bas coûts d'exploitation
Et le plus important :• Ouvert aux systèmes
tiers du marché des solutions énergétiques
10
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
UNE NOUVELLE APPROCHE DU CONTRÔLE DE RÉSEAU
11
Les coefficients de sensibilité se définissent par la différence de tension au point
de mesure spécifique ∆ ෨𝑉𝑖 𝑡 , par rapport à la différence de la puissance active
∆ ෨𝑃𝑗 𝑡 et de la puissance réactive ∆ ෨𝑄𝑗 𝑡 à tous les points de mesure.
𝐾𝑉𝑃,𝑖𝑗 ≜𝜕𝑉𝑖
𝜕𝑃𝑗; 𝐾𝑉𝑄,𝑖𝑗 ≜
𝜕𝑉𝑖
𝜕𝑄𝑗
MV
N1Slack
N2
N3G1
G2 -250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
A ctiv eP ow er
-6000
-4000
-2000
0
2000
4000
6000
8000
ActivePow er
225
230
235
240
245
250
255
VoltagePhase1
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
ActivePow er
Les variations de tension à chaque
nœud sont definies
∆ ෨𝑉𝑖 𝑡 =
𝑗
𝐾𝑉𝑃,𝑖𝑗 ∆ ෨𝑃𝑗 𝑡 +
𝑗
𝐾𝑉𝑄,𝑖𝑗 ∆ ෨𝑄𝑗 𝑡
FOCUSUne régulation basée sur
l'observation de l'influence
des différents agents
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
ALGORITHME DE CONTRÔLE DES ONDULEURS
12
Algorithme de contrôle
• Assurer l’exploitation
sécurisée du réseau
entre les marges
désirées pour les
tensions et les courants.
• Minimiser l’influence sur
la production de
puissance active et
profit des installation PV.mesure du courant
dans les câbles
consignes des
puissances
actives et
réactives de
l’onduleur
mesures de la tension
des nœuds
max de puissance
apparente et facteur de
puissance des onduleurs
limites désirées pour des
tensions et courants
coefficients de sensibilité
de la tension et du courant
pa
ram
ètr
es
me
su
res
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
ALGORITHME D'OPTIMISATION DE LA CONSOMMATION
13
Algorithme de contrôle
• Maximiser le profit de
l’installation photovoltaïque
sans influencer le confort du
client.
• Assurer que les températures
des boilers sont dans les
limites.
• Eviter enclenchement /
déclenchement rapide et non
nécessaire des boilers.
mesure du refoulement sur
le réseau
enclencher /
déclencher
les boilers
*
* refoulement = production - charge
mesure de température
des boilers
température min/max des
boilers
marges appropriées
pour les températures et
les puissancespara
mètr
es
me
su
res
demande d’eau chaude
(confort de client)
Réseau d'eau
30 ≤ 𝑇𝑒𝑚𝑝 1 ≤ 60 40 ≤ 𝑇𝑒𝑚𝑝 2 ≤ 50
2 x 800 l /7.6 kW
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
CONTRÔLE DE LA TENSION DU RÉSEAU
14
Contrôle de PV: ajustement de la puissance réactive Contrôle de la tension: limité à 243 V
Utilisation de l’algorithme pour limiter la tension au dessous de 243 V.
L’influence de l’action du contrôle est observée dans différents nœuds du réseau.
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
OPTIMISATION DE L’AUTOCONSOMMATION
15
Sans affecter le confort des utilisateurs, on maximise l'autoconsommation de la
production locale en pilotant les deux boilers. Economie annuelle entre prix de
reprise et prix du réseau 1'270 CHF/an. Inclure le boiler du CAD (2 x 900 kW)?
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
CONSTAT ET ÉVOLUTION DU CONCEPTVers "la participation au marché de la flexibilité"
16
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
LE MODÈLE EST-IL APPLICABLE À L'ÉCHELLE DU RÉSEAU?
17
MT 20 kV
BT 230/400 V
Serveur
Batterie de quartier
Borne de charge
rapide
Borne de charge
PAC
PAC
Boiler
CCF
Eco-quartier
Avec stockage saisonnier
Batterie
résidentielle
Paramétrage et
maintenance à distance
FOCUSEn suivant la même logique, 1 module GridEye devrait être installé auprès de chaque groupe
d'éléments commutables (charges, stockages, productions décentralisée) influents
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
LE MODÈLE EST-IL APPLICABLE À L'ÉCHELLE DU RÉSEAU?
18
MT 20 kV
BT 230/400 V
Serveur
Batterie de quartier
Borne de charge
rapide
Borne de charge
PAC
PAC
Boiler
CCF
Eco-quartier
Avec stockage saisonnier
Batterie
résidentielle
Intelligence décentralisée
Observation
Action
Paramétrage et
maintenance à distance
FOCUSRepérage des rôles de chaque agent selon sa position dans le réseau et le principe de réglage par
observation. Seuls les modules connectés aux équipements des utilisateurs ont une fonction d'action.
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
LE MODÈLE EST-IL APPLICABLE À L'ÉCHELLE DU RÉSEAU?
19
MT 20 kV
BT 230/400 V
Serveur
Batterie de quartier
Borne de charge
rapide
Borne de charge
PAC
PAC
Boiler
CCF
Eco-quartier
Avec stockage saisonnier
Batterie
résidentielle
Intelligence décentralisée
Observation
Action
Paramétrage et
maintenance à distance
FOCUSLe principe démontré précédemment est applicable. Mais une solution ne peut pas être imposée par le
GRD. Les principes de libre accès et d'imputabilité des coûts au réseau doivent être respectés.
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
LE MODÈLE PEUT-IL ÊTRE INTÉGRÉ DANS UN CONTEXTE DE MARCHÉ?
20
MT 20 kV
BT 230/400 V
Serveur
Batterie de quartier
Borne de charge
rapide
Borne de charge
PAC
PAC
Boiler
CCF
Eco-quartier
Avec stockage saisonnier
Batterie
résidentielle
Intelligence décentralisée
Observation
Action
Paramétrage et
maintenance à distance
Smart Home x
Smart Home y
Clientèle fournisseur x
Clientèle fournisseur y
FOCUSPour être applicable la
solution pour le réseau doit
pouvoir interagir avec les
systèmes tiers du marché
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
INTÉGRATION DU MODÈLE DANS LE MARCHÉ DE FLEXIBILITÉ DU RÉSEAU
21
Clientèle fournisseur x
Clientèle fournisseur y
ServeurParamétrage et
maintenance à distance
Réseau BT A
Réseau BT B
Réseau BT C
+/- P, Q (A)
+/- P, Q (B)
+/- P, Q (C)
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
INTÉGRATION DU MODÈLE DANS LE MARCHÉ DE FLEXIBILITÉ DU RÉSEAU
22
Clientèle fournisseur x
Clientèle fournisseur y
ServeurParamétrage et
maintenance à distance
Réseau BT A
Réseau BT B
Réseau BT C
+/- P, Q (A)
+/- P, Q (B)
+/- P, Q (C)
+/- P, Q (A,B,C)?
+/- P, Q (A,B,C)?
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
COMPATIBILITÉ AVEC LES MODÈLES DE COORDINATION DE RÉSEAUX (MC)
23
Serveur
SCADA Interface
Data
Base
Webapp interface
Data
Base
Serveur
Control Center
DEPsys
IEC-104
GridEye Server
FOCUSDans le cadre de la planification et de la
gestion de l'exploitation, le GRD peut
interagir avec les acteurs du marché
ouvert de la flexibilité. Le GRD maîtrise
les données de son réseau et peu justifier
en cas d'urgence les restrictions de
flexibilité imposées au marché
Maintenance Interface
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
PROCHAINESÉTAPES 2017-2020Projet Réseaux Equilibre Local (REel) dans le cadre du
SCCER-FURIES
24
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
PROJET REELPARTICULARITÉS DU SITE
Le réseau idéal pour une validation des technologies de contrôle des réseaux se trouve être à Rolle:• 2 départs MT en boucle ouvertes (51,60)• 32 stations MT/BT• Fibre optique déjà disponible (FTTS)• 430 kWp de production décentralisée sur 23
installations• 6 réseaux BT totalisant déjà 320 kWp
25
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
PROJET REELPRINCIPAUX OBJECTIFS
• Valider sur la boucle MT la
faisabilité d'une fonction
FDIR (Fault Detection
Isolation and Restoration)
• Valider la faisabilité d'une
intelligence décentralisée sur
la BT sans modélisation
électrique du réseau
• Etudier les interactions du
GRD dans le marché de
flexibilité
26
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
PROJET REELPRINCIPAUX OBJECTIFS
• Demeurer une plateforme (Smart
playground) d'innovation ouverte au-
delà de 2020 pour le test des nouvelles
solutions énergétiques proposées par
Romande Energie
• Permettre la validation des nouveaux
modèles d'affaires basés sur la
flexibilité de la charge,
l'autoconsommation et le stockage
• Être le lien entre les activités régulées
et les activités de libre marché
27
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
DÉMONSTRATEUR DE ROLLELE CHALLENGE
• La clientèle sera peu à peu
amenée à un niveau
technologique adapté pour
pouvoir interagir avec le réseau
• Le client est une donnée
essentielle dans la validation des
technologies développées ces
quatre dernières années pour
permettre au réseau de faire face
au tournant énergétique
28
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
CONCLUSIONS
• Aucune solution particulière ne reste viable si les conditions à l'origine du problème évoluent
• Aucun acteur particulier ne peut changer à lui seul ces conditions
• Un concept global constitue la solution générale à un problème de base dont les hypothèses restent simples
• Le marché des solutions "Smart Energy" n'offre pas encore de solution globale viable
• Car la solution ne peut provenir que de la mutualisation des moyens entre acteurs
29
© Romande Energiewww.romande-energie.ch
MERCI DE VOTRE ATTENTION
Je demeure à disposition pour toute questionTout nouveau partenaire est bienvenu
Le comité consultatif du projet Reel peut être ouvert à des partenaires externes
30
Arnoud Bifrare
Resp. Technologie SMART-GRID
+ 41 21 802 94 58