SMART ENERGY 2016
Flexibilité d'un concept global face aux incertitudes du
cadre légal et du marché
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STRATÉGIE
"Dans le cadre de la stratégie énergétique 2050 de la
Confédération"
2
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LE CADRE LÉGAL
• La stratégie énergétique suisse 2050 ainsi que ses
lois et ordonn...
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LES DÉFIS
• Trouver une réponse technologique pour relever ces
défis est de notre ...
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LE CHOIX TECHNIQUE
• Romande Energie veut appliquer un modèle d'exploitation de ré...
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LA FEUILLE DE ROUTE
6
2016-2017
Projet-Pré-
déploiement
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ENSEIGNEMENTS
DU TERRAIN
Vers "l'Observabilité et le pilotage des réseaux BT"
7
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RÉSEAU BT DE CHAPELLE S/MOUDON
SITUATION D'ORIGINE
8
~10 V
9 %
GridEye
Variation d...
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STATION DE DISTRIBUTION (250KW)
SITUATION D'ORIGINE
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Distribution de la charge et...
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MESURES CORRECTIVES
QUELLE RÉPONSE TECHNOLOGIQUE?
Objectifs principaux :
• Pas de ...
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UNE NOUVELLE APPROCHE DU
CONTRÔLE DE RÉSEAU
11
Les coefficients de sensibilité se ...
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ALGORITHME DE CONTRÔLE DES
ONDULEURS
12
Algorithme de contrôle
• Assurer l’exploit...
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ALGORITHME D'OPTIMISATION DE LA
CONSOMMATION
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Algorithme de contrôle
• Maximiser...
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CONTRÔLE DE LA TENSION DU
RÉSEAU
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Contrôle de PV: ajustement de la puissance réa...
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OPTIMISATION DE
L’AUTOCONSOMMATION
15
Sans affecter le confort des utilisateurs, o...
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CONSTAT ET
ÉVOLUTION DU
CONCEPT
Vers "la participation au marché de la flexibilité...
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LE MODÈLE PEUT-IL ÊTRE INTÉGRÉ
DANS UN CONTEXTE DE MARCHÉ?
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INTÉGRATION DU MODÈLE DANS LE
MARCHÉ DE FLEXIBILITÉ DU RÉSEAU
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MARCHÉ DE FLEXIBILITÉ DU RÉSEAU
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COMPATIBILITÉ AVEC LES MODÈLES
DE COORDINATION DE RÉSEAUX (MC)
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SCADA In...
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PROCHAINES
ÉTAPES 2017-2020
Projet Réseaux Equilibre Local (REel) dans le cadre du...
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PROJET REEL
PARTICULARITÉS DU SITE
Le réseau idéal pour une validation des technol...
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PROJET REEL
PRINCIPAUX OBJECTIFS
• Valider sur la boucle MT la
faisabilité d'une f...
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PROJET REEL
PRINCIPAUX OBJECTIFS
• Demeurer une plateforme (Smart
playground) d'in...
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DÉMONSTRATEUR DE ROLLE
LE CHALLENGE
• La clientèle sera peu à peu
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CONCLUSIONS
• Aucune solution particulière ne reste viable si les
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SmartGrid : La flexibilité d'un concept global face aux incertitudes du cadre légal et des acteurs du marché

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Arnoud Bifrare, Head of Smart Grid Technology, Romande Energie, présente lors de la Smart Energy 2016 : "Flexibilité d'un concept global face aux incertitudes du cadre légal et des acteurs du marché".

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SmartGrid : La flexibilité d'un concept global face aux incertitudes du cadre légal et des acteurs du marché

  1. 1. SMART ENERGY 2016 Flexibilité d'un concept global face aux incertitudes du cadre légal et du marché
  2. 2. © Romande Energiewww.romande-energie.ch STRATÉGIE "Dans le cadre de la stratégie énergétique 2050 de la Confédération" 2
  3. 3. © 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
  4. 4. © Romande Energiewww.romande-energie.ch LES DÉFIS • Trouver une réponse technologique pour relever ces défis est de notre responsabilité et constitue la mission que nous devons remplir afin de rendre possible l'atteinte des objectifs de la stratégie énergétique de la Confédération 4 Recul de la consommation Pas de limitation des énergies renouvelablesPlus d'efficience
  5. 5. © 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
  6. 6. © Romande Energiewww.romande-energie.ch LA FEUILLE DE ROUTE 6 2016-2017 Projet-Pré- déploiement
  7. 7. © Romande Energiewww.romande-energie.ch ENSEIGNEMENTS DU TERRAIN Vers "l'Observabilité et le pilotage des réseaux BT" 7
  8. 8. © Romande Energiewww.romande-energie.ch RÉSEAU BT DE CHAPELLE S/MOUDON SITUATION D'ORIGINE 8 ~10 V 9 % GridEye Variation de tension lors d’un jour ensoleillé Variation de tension lors d’un jour nuageux FOCUS Déploiement de 7 modules d'acquisition et traitement GridEye
  9. 9. © 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) FOCUS Situation 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
  10. 10. © Romande Energiewww.romande-energie.ch MESURES CORRECTIVES QUELLE 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
  11. 11. © 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. 𝐾 𝑉𝑃,𝑖𝑗 ≜ 𝜕𝑉 𝑖 𝜕𝑃 𝑗 ; 𝐾 𝑉𝑄,𝑖𝑗 ≜ 𝜕𝑉 𝑖 𝜕𝑄 𝑗 MV N1 Slack N2 N3 G1 G2 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 ActivePow er -6000 -4000 -2000 0 2000 4000 6000 8000 ActivePower 225 230 235 240 245 250 255 VoltagePhase1 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 ActivePower Les variations de tension à chaque nœud sont definies ∆ ෨𝑉𝑖 𝑡 = ෍ 𝑗 𝐾 𝑉𝑃,𝑖𝑗 ∆ ෨𝑃𝑗 𝑡 + ෍ 𝑗 𝐾 𝑉𝑄,𝑖𝑗 ∆ ෨𝑄𝑗 𝑡 FOCUS Une régulation basée sur l'observation de l'influence des différents agents
  12. 12. © 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 paramètresmesures
  13. 13. © 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 puissances paramètresmesures demande d’eau chaude (confort de client) Réseau d'eau 30 ≤ 𝑇𝑒𝑚𝑝1 ≤ 60 40 ≤ 𝑇𝑒𝑚𝑝2 ≤ 50 2 x 800 l /7.6 kW
  14. 14. © 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.
  15. 15. © 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)?
  16. 16. © Romande Energiewww.romande-energie.ch CONSTAT ET ÉVOLUTION DU CONCEPT Vers "la participation au marché de la flexibilité" 16
  17. 17. © 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 FOCUS En suivant la même logique, 1 module GridEye devrait être installé auprès de chaque groupe d'éléments commutables (charges, stockages, productions décentralisée) influents
  18. 18. © 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 FOCUS Repérage 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.
  19. 19. © 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 FOCUS Le 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.
  20. 20. © 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 FOCUS Pour être applicable la solution pour le réseau doit pouvoir interagir avec les systèmes tiers du marché
  21. 21. © Romande Energiewww.romande-energie.ch INTÉGRATION DU MODÈLE DANS LE MARCHÉ DE FLEXIBILITÉ DU RÉSEAU 21 Clientèle fournisseur x Clientèle fournisseur y Serveur Paramétrage et maintenance à distance Réseau BT A Réseau BT B Réseau BT C +/- P, Q (A) +/- P, Q (B) +/- P, Q (C)
  22. 22. © Romande Energiewww.romande-energie.ch INTÉGRATION DU MODÈLE DANS LE MARCHÉ DE FLEXIBILITÉ DU RÉSEAU 22 Clientèle fournisseur x Clientèle fournisseur y Serveur Paramétrage 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)?
  23. 23. © 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 FOCUS Dans 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
  24. 24. © Romande Energiewww.romande-energie.ch PROCHAINES ÉTAPES 2017-2020 Projet Réseaux Equilibre Local (REel) dans le cadre du SCCER-FURIES 24
  25. 25. © Romande Energiewww.romande-energie.ch PROJET REEL PARTICULARITÉS 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
  26. 26. © Romande Energiewww.romande-energie.ch PROJET REEL PRINCIPAUX 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
  27. 27. © Romande Energiewww.romande-energie.ch PROJET REEL PRINCIPAUX 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
  28. 28. © Romande Energiewww.romande-energie.ch DÉMONSTRATEUR DE ROLLE LE 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
  29. 29. © 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
  30. 30. © Romande Energiewww.romande-energie.ch MERCI DE VOTRE ATTENTION Je demeure à disposition pour toute question Tout nouveau partenaire est bienvenu Le comité consultatif du projet Reel peut être ouvert à des partenaires externes 30 Arnoud Bifrare Resp. Technologie SMART-GRID arnoud.bifrare@romande-energie.ch + 41 21 802 94 58

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