Les besoins réels des services publics en matière de Smart Grid
En mai 2016, une nouvelle discrète est parue dans la presse concernant le début du commerce de la consommation sur le marché de l’énergie. En d’autres termes, les consommateurs recevront un paiement pour la consommation allouée. Malheureusement, il s’agit de l’un des premiers résultats concrets de la « stratégie 20-20-20 » de la Commission européenne.
Le défi de l’investissement dans l’énergie
La question clé est de savoir comment seront financés les investissements nécessaires dans le secteur de l’électricité, tels que les nouvelles lignes de distribution, la sauvegarde, la protection contre les influences négatives des SER, etc.
Examinons les effets de la stratégie à long terme… On dit que « l’enfer est pavé de bonnes intentions« . L’intention principale de la stratégie 20-20-20 était de réduire l’empreinte carbone – et cet objectif sera atteint – mais ses effets ne sont certainement pas positifs dans l’ensemble.
Régulation de l’instabilité et des déséquilibres du réseau
Les principaux effets négatifs sont le débordement d’énergie des réseaux à basse tension vers les réseaux à plus haute tension et l’impact significatif de la régulation des déséquilibres sur le réseau. Ces deux effets vont de pair et la manière d’y remédier est très similaire.
Au lieu de poursuivre la R&D, la modernisation du réseau et le contrôle du système de manière évolutive et vérifiée, la méthode choisie repose sur l’idée que la technologie est puissante et qu’elle résoudra tous les problèmes.
La réalité du déploiement des compteurs intelligents
Immédiatement, une solution de télécommunication (c’est-à-dire la normalisation et l’interopérabilité) a été demandée, mais le développement d’un tel processus a pris beaucoup de temps. Les systèmes « parfaits » proposés par la théorie et le monde universitaire ont donné lieu à de belles études qui ont fait l’éloge de ces solutions proposées, mais peu d’applications dans la vie réelle.
Sur la base de la stratégie 20-20-20, les grands déploiements de compteurs intelligents devraient être bien avancés dans la plupart des pays d’Europe. Ces compteurs étaient censés résoudre toutes sortes de problèmes. Mais l’ont-ils vraiment fait ? Les déploiements qui ont commencé par des ovations ont été rapidement interrompus et il ne semble pas qu’ils se poursuivront.
Le mythe de l’interopérabilité
Les systèmes interopérables ne répondent pas aux besoins de l’industrie énergétique actuelle. Ils ne sont pas en mesure d’offrir une réponse rapide lors de déploiements massifs. D’autres systèmes « interopérables », qui prétendent être ouverts, rapides et robustes, ne conviennent qu’à condition que vous n’ayez plus besoin de rien de nouveau à l’avenir. Dans de nombreux cas, l’interopérabilité mentionnée n’existe que sur le papier, pas dans la réalité.
Plusieurs services publics se sont également montrés enthousiastes à l’égard d’un système qui promettait des taux de communication plus élevés, à savoir le BPL à large bande. Toutefois, ce système n’est pas normalisé, n’est pas interopérable et, en raison de sa grande sensibilité aux perturbations, de sa faible résistance aux surtensions et de sa courte portée de communication, il est impossible de le déployer.
Une voie à suivre : Des normes éprouvées
Quelle est donc la voie à suivre ? Ceux qui s’occupent de R&D savent que les progrès s’accompagnent d’impasses et de faux départs, et la situation actuelle ne les surprend pas. La seule norme qui a fait ses preuves tout au long de son existence est le code OBIS.
Grâce à ces codes, tous les participants peuvent se parler, ce qui est positif. En outre, il a été prouvé sur la plate-forme de communication universelle – CPL – fonctionnant dans une gamme de fréquences définie de 9 à 130 kHz avec une modulation robuste et une correction d’erreur mûrie.
Le rôle des concentrateurs de données
C’est la seule plate-forme capable de desservir tous les points de livraison des consommateurs au niveau de la haute tension. L’exigence fondamentale n’est pas le taux de communication, mais la robustesse et la stabilité du canal de communication.
Les projets pilotes réalisés ont prouvé la nécessité de sélectionner soigneusement les données transférées. L’objectif est d’utiliser des protocoles propriétaires qui, s’ils sont éprouvés, pourraient être utilisés comme norme, ce qui est également le cas dans le secteur des télécommunications.
Aborder la complexité des réseaux
Les caractéristiques et les comportements des compteurs des consommateurs rendent nécessaire la création d’une chaîne de communication à plusieurs niveaux. Cela permettra d’éviter le transfert de problèmes négatifs (débordements/déséquilibres) vers les niveaux supérieurs.
Sur un réseau électrique ancien dont la topologie a beaucoup changé, il est nécessaire de tenir compte de la migration des compteurs électroniques et les nouveaux réseaux électriques avec des lignes de câbles souffrent de surchauffe. Il est donc clair qu’il doit y avoir un dispositif sur le réseau CPL, c’est-à-dire un concentrateur de données, qui répondra aux demandes du réseau CPL de manière autonome et qui, en outre, aura une capacité de calcul satisfaisante pour l’application du contrôle distribué.
La nécessité d’un contrôle décentralisé
En raison de la dynamique de débordement de l’énergie, provenant principalement des panneaux photovoltaïques situés au niveau de la distribution, il n’est pas possible de réaliser un contrôle exécutif à un niveau central – cela doit être réalisé au niveau du contrôle de la couche CPL.
Des projets pilotes ont prouvé que la collecte de données réalisée à partir du centre via une simple passerelle ne fonctionnait pas correctement, même avec un petit nombre de points de livraison des consommateurs. Les expériences tirées de ces projets ont donc contribué à la définition des demandes de concentrateurs de données et à leur validation réussie.
Comment résoudre les problèmes de débordement et de déséquilibre ?
La seule possibilité est le contrôle dynamique de la charge du côté du consommateur. La seule consommation de contrôle significative est la production d’eau chaude pour les ménages (consommation différée sous forme d’accumulation).
Nous pouvons étendre le contrôle de la charge des consommateurs en gérant les appareils grâce à une plus grande variété de tarifs. Le chauffage est également une possibilité intéressante ; cependant, ce n’est pas un problème qui se pose tout au long de l’année et, de plus, les maisons à faible consommation d’énergie n’y contribuent pas du tout.
Conclusion
Les projets pilotes ont permis de formuler quelques demandes nécessaires pour répondre aux besoins fondamentaux des services publics au début du troisième millénaire. Ces demandes sont les suivantes :
- Définition d’une latence rationnelle et garantie pour l’exécution des commandes
- Nécessité d’un contrôle distribué aux niveaux inférieurs en raison de la forte dynamique des effets négatifs dans le système électrique
- Offre de contrôle des appareils aux utilisateurs finaux de manière à ce que les deux parties y trouvent leur compte
- Ouverture du dispositif de l’utilisateur final (compteur électronique) en raison de la dynamique de développement future et des nouvelles caractéristiques requises à l’avenir
Chaque jour, nous subissons les effets négatifs de l’industrie de l’énergie qui sont renforcés par des décisions politiques. En outre, leur nombre augmentera à l’avenir. Analysons les projets pilotes réalisés sans la pression des lobbyistes et choisissons des solutions qui prouvent leur valeur en tant que solution aux demandes des services publics ci-dessus.