Système électrique Français et Smart Grid Vendée

ÉLECTRICITÉ : Smart Grid,
vers un nouveau modèle énergétique
Système électrique français et Smart Grid Vendée
Focus sur le réseau vendéen et le projet SMILE
 Régis Le Drézen & Yann Dandeville
En partenariat avec :
Système électrique français et Smart Grid Vendée
Focus sur le réseau vendéen et le projet SMILE
Régis Le Drézen
Yann Dandeville
Le contexte
Un tournant énergétique
Une arrivée massive des énergies
renouvelables
Des consommations en hausse
et de nouveaux usages
 France : 5 % de part EnR
dans les consommations en
en presque 10 ans.
 France : 1 à 2 millions de
véhicules électriques en France
en 2020 ?
 Vendée : plus de 10 % !
Près de 60 % en 2030.
 Vendée : croissance de la
consommation 3 fois plus rapide
et 2 fois plus de ventes de
véhicules électriques !
(hors hydraulique)
Une volonté des pouvoirs publics pour augmenter la part d’énergies durables
et optimiser les réseaux électriques
 Accepter plus d’énergies renouvelables (loi TEPCV, …)
 Rationaliser les coûts du réseau et de l’électricité
 Appels à projet (Smart Grid Vendée, SMILE, …)
03/06/2016
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ERDF devient ENEDIS
Un réseau électrique
de plus en plus complexe
Développement des Energies Renouvelables, des nouveaux usages et modes de consommation
Photovoltaïque
Eolien
600 MW en région PDL
350 MW en région PDL
Objectif 2020 : 650 MW
Objectif 2020 : 1750 MW
Nouveaux
mécanismes
et marchés
Gestion des flexibilités
MDE
Information
pilotage
Véhicule
Électrique
03/06/2016
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Une mission de service public
Réussir la Transition Energétique
 une recomposition des territoires et des compétences
24h/24h
Energie pour tous
03/06/2016
Timbre poste
Péréquation
Sécurité
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Le système électrique en Vendée
11 200 km réseau basse tension (BT)
Dont 60 % souterrain
31 postes de
transformation
225/90/20 kV
Ces évolutions ont
contribué à la baisse
du temps moyen de
coupure
T
400 mn
T
T
70 mn
450 000
clients
Début 80
Aujourd’hui
T
12 000 producteurs
10%
14 150 postes de distribution publique
Poste décentralisé de
conduite du réseau
11 300 km réseau moyenne tension 20 kV
Dont 39% souterrain
03/06/2016
1%
46%
43%
Raccordement
Qualité de
fourniture
Environnement
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Le contexte
Notre réseau électrique aujourd’hui…
Centrales de production
Consommateurs
 Les réseaux actuels ont été
conçus pour conduire
l’électricité dans un seul
sens.
• Schéma monodirectionnel et arborescent
• Pilotage des unités de production centralisées seul
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Le contexte
… Et demain !
Centrales de production
Consommateurs
 Des réseaux intelligents qui
doivent faire circuler
l’électricité dans les deux
sens.
• Pilotage de la consommation !
• Pilotage des EnR réparties
• Réseau « maillé »
03/06/2016
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Quels sont les objectifs
d’un Smart Grid ?
• Diminuer la part fossile du mix énergétique avec plus d’EnR
• Éviter le surdimensionnement du réseau
• Gérer l’augmentation de la consommation et les nouveaux
usages (véhicule électrique)
• Être capable de voir et d’anticiper se qui se passe en tout
point du réseau (capteurs)
• Utiliser un modèle économique adapté, c’est-à-dire flexible !
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Qu’est ce qu’un Smart Grid ?
Convergence des technologies de distribution et du numérique
 Smart Grid = réseau électrique intelligent
 Qu’est-ce qu’un réseau intelligent ?
C’est une amélioration par des systèmes informatiques.
Producteurs
Pétrole
Electricité
Gaz
Eau
Données…
Consommateurs
Capteurs/actionneurs
bidirectionnels
Logiciel de
traitement
d’information
Interfaces
 Objectifs : Prise en compte des actions des consommateurs et producteurs pour
une efficacité maximale.
Systèmes plus stables, décentralisés, moins vulnérables aux pannes.
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Smart Grid Vendée
8 partenaires
Coordonnateur
• Ressources de production et
de consommation
• Agrégation technique
• Expérimentation électrique
Directeur technique
Démarrage : 2013
Durée : 5 ans
• Équipements intelligents
pour les bâtiments et pour
les transformateurs HTA/BT
• Gestion de l’équilibre
et du réseau national
• Marchés de l’énergie
• Agrégateur commercial
• Marchés de l’énergie
• Équipements intelligents
• Équipements
intelligents pour
bâtiments et
l’éclairage public
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• Interfaces et
communications
entre les acteurs et
les ressources
• Optimisation du réseau
• Outils de prévision
• Outils de conduite
• Déploiement de compteurs Linky
Budget total : 28 M€
Dont 9,5 M€ d’aides
• Enquête sociétale
• Recherche
• Formation d’ingénieurs
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Smart Grid Vendée
Les ressources du démonstrateur :
40 Commandes d’éclairage public
20 Bâtiments publics (~ 130 à terme)
7 Usines de production d’eau potable
4 Parcs éoliens
37 Centrales photovoltaïques
Expérimentation de véhicules électriques
2 Stations météorologiques « réseau »
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Postes sources
- 82 départs HTA
- 2820 Postes HTA BT
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Smart Grid Vendée
Déploiement sur les bâtiments publics :
Un déploiement
ambitieux sur tout
le département
Déjà en cours sur 18 communes
Objectif : 120 bâtiments publics
 Recherche de flexibilité
sur le chauffage
électrique et l’eau chaude
sanitaire (chauffe eau
électrique)
 Mairies, écoles, EHPAD,
collèges, …
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Smart Grid Vendée
Déploiement sur les bâtiments publics :
Déploiement de matériel électrique « classique » et de serveurs :
Pose dans les tableaux
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Pose en baie de brassage
Intelligence locale
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Smart Grid Vendée
Déploiement sur les bâtiments publics :
Déploiement de technologie sans fil radio (LoRa) :
Interfaces
Bâtiment public
Capteurs sans fil
Bâtiment intelligent
Antenne radio
Internet
Serveurs
informatiques
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Smart Grid Vendée
Déploiement sur les bâtiments publics :
Aperçu
de la solution
Actilitysans fil radio (LoRa) :
Déploiement
de technologie
Antenne
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Boitier antenne
Capteur T°/H°
« Smartplug »
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Cas concret d’un nouveau raccordement
Avant :
Poste Source
Aujourd’hui
Raccordement de parc éolien à la P Max
 Possibilité pour le producteur d’injecter sur
le réseau 100% de sa P Max même lorsque la
consommation est faible
Projet parc éolien
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Cas concret d’un nouveau raccordement
Après :
Du calcul probabiliste
à l’estimation du nombre d’heures en contrainte
Poste Source
Testé dans SGV
Projet parc éolien
En échange de quelques heures annuelles de réduction de sa puissance, le
03/06/2016 producteur bénéficie d’un raccordement à coût avantageux
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Opérer un Mécanisme de Gestion des
Contraintes de Distribution
P=C
RTE
ENEDIS
Gestionnaire de
l’équilibre entre l’offre/demande et
congestions RPT
Gestionnaire des contraintes RPD et Acheteur
de flexibilités
L’émergence des ENR raccordées sur le RPD complexifie l’équilibre productionconsommation national et la gestion de réseau locale
Ce nouveau mécanisme apporte à ENEDIS de la souplesse dans la gestion du réseau
et intègre une coordination avec RTE pour apporter une plus-value au système
21
21
électrique.
Quel rôle pour ENEDIS
SI industriel : téléconduite
Une activité
concurrentielle
0
1
Agence de conduite
Gestion prévisionnelle
Perspectives sur les flexibilités – 2 enjeux majeurs
Faciliter le
fonctionnement
des marchés
Merit-order
1
Portail Agrégateur
ERDF n’est pas opérateur d’effacement
Gérer en amont des activations
• qualifier et contrôler les périmètres de
flexibilité des sites concernés
• prévenir l’apparition de contraintes
Evaluer les effacements
Opérateurs
de flexibilités
Utiliser
des flexibilités
pour les
besoins du
distributeur
Enjeux
• Des challenges techniques à relever
• Des cas d’usage à trouver
• Des analyses de flexibilité à approfondir
2
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SMILE
Le contexte
Chantiers « Nouvelle France Industrielle » du Ministère de
l’économie et de l’énergie lancé le 12 septembre 2013
par François Hollande.
→ 1 Plan Réseau Électrique Intelligent
→ Appel à projets (2015) → SMILE
Une réponse à deux régions et deux pôles :
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SMILE
Un déploiement de réseaux électriques intelligents
Des projets réparties dans 5 grandes thématiques :
Smart Métropoles
Quartiers basse consommation,
data et open data, mobilité
durable et multimodale, …
Sensibilisation
Plateforme pour les collectivités et
citoyens, sensibilisation, maîtrise,
animation, …
Mobilité électrique
IRVE et Stations « Smart »,
interopérabilité, multiservices,
massification, diversification, …
Numérique et objets connectés
Capteurs, plateformes, gestion
d’énergie, interopérabilité,
multiservices, cyber sécurité, ...
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Territoires intelligents
Pilotage des productions EnR
et des consommations, EmR,
Stockage, prévision, …
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SMILE
Un déploiement de réseaux électriques intelligents
Un chantier clef : une plateforme de flexibilités électriques
Objectifs :
Agréger 1 GW de puissance
• 600 MW d’EnR
• 400 MW de consommations
Gestion du réseau
ENERDIS, RTE
Plateforme de flexibilités
Consommations
Bâtiments, usines, …
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Productions
Éolien, Stockage, …
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Déploiement à grande échelle : Plan
Réseaux Electriques Intelligents de la
Nouvelle France Industrielle
4 objectifs
Déclencher un
effet d’entrainement
économique pour toutes
les parties prenantes et des
externalités positives
Sur le réseau
public de
distribution
par ERDF
Accélérer le
déploiement d’un
Promouvoir
socle cohérent de
le savoir-faire et les
solutions Smart Grid
françaises sur toute la
chaîne de valeur de
l’électricité
solutions innovantes
arrivant à maturité à mi2017
sur une aire
géographique
spécifique
Sur les territoires par les
collectivités
Capitaliser sur les
retours d’expérience
techniques d’un déploiement
à grande échelle de solutions
implémentées selon une
approche système
03/06/2016
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Intégrer plus d’ENR grâce à la régulation
dynamique de la moyenne tension HTA
(1/2)
L’impact des EnR sur la tension
Pour maîtriser ces
phénomènes,
il faut d’une part
connaître le profil de
tension (estimation
d’état), et d’autre part
disposer de fonctions
de réglage de la
tension :
 Régulation locale
 Régulation
centralisée
En présence de production,
la tension peut dépasser les valeurs contractuelles
03/06/2016
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Intégrer plus d’ENR grâce à la régulation
dynamique de la moyenne tension HTA
(2/2)
Les différentes étapes de la régulation
dynamique de la tension HTA
Remontée de données mesurées
1 Des télémesures de tension et d’intensité sont
collectées par des capteurs installés en différents
Capteurs U, I
points du réseau.
Capteurs U, I
2 Ces télémesures permettent au système
Capteurs U, I
2
ACR
SCADA
Bus Logiciel
1
SIT-R
Estimateur
d’état
Régulation de
tension
3
d’information d’évaluer la tension sur l’ensemble
des départs HTA d’un poste source.
POSTE SOURCE
PRODUCTEUR HTA
Capteurs P, Q
3 Si nécessaire, pour conserver la tension dans les
limites admises, l’outil de supervision élabore la
consigne adaptée à transmettre.
4 L’outil de supervision envoie la consigne à
l’automatisme en charge de la régulation de
Capteurs
P, Q, U, I
Transformateur
PCCN
4
Télévaleur de consigne
du régleur en charge
tension du poste source (régleur en charge du
transformateur HTB/HTA).
03/06/2016
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Optimiser de l’implantation des infrastructures
de recharge pour véhicule électrique
Exemple de l’Étude d’optimisation de l’implantation et Accompagnement multi-raccordement de stations de
bornes de recharge pour véhicules électriques
Exemple de
modélisation
cartographique
d’implantation
des bornes sur
le réseau
Exemple
d’évaluation
des
contraintes
réseau et
coûts associés
03/06/2016
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Le Smart Grid ENEDIS à horizon 2018
se matérialise avec SMILE
Smart ACR
FAC
Smart
Maintenance
FAR
Gestion
prévisionnelle
Smart
Poste
Source
LIDAR
Géoréférencement
Maintenance
prédictive
Rattachement clients
Cohérence des données
Fiabilisation
Carto et
bases
de données
FAR
Monitoring
CC numérique
(PCCN/ Mini PCCN)
Drones
Poste du futur
Nlles sol. Télécoms
Cybersécurité
Smart
Poste
HTA/BT
Monitoring
Supervision incidents BT
ORA HTA
Q=f(U) HTA
Autres solutions
Solutions
innovantes
de raccordement
Smart
Supervision
BT
Outils
d’études
Smart
Qualité de fourniture
Calculs développement réseau
Criblage de raccordement
Modélisation de la charge
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ENEDIS, acteur de la transition énergétique
apporte des réponses concrètes aux besoins
Pour les producteurs :
 Solutions de raccordement innovantes et plus adaptées
 Meilleure coordination des planifications de travaux
Pour les consommateurs :
 Information sur les consommations et contributions à la MDE
 Meilleure réactivité à travers des interventions à distances
 Traitement amélioré des réclamations
Pour les collectivités territoriales :
 Cartographie et agrégats de données pertinents
 Etudes exploratoires d’impact
 Déploiement optimisé des IRVE
 Appui à la valorisation du potentiel énergétique
Pour les entreprises :
 Qualité de fourniture élevée
 Visibilité sur les consommations
Pour les start-up et acteurs du digital:
 Mise à disposition de données en « open data »
 Opportunités en aval du compteur communiquant
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Projet SMILE
Recouvrant les quatre départements d’Ille et Vilaine, du Morbihan, de la Loire Atlantique et
de la Vendée (les consommations électriques de base y croissent trois fois plus vite que la
moyenne nationale).
• 4 départements concentrent le déploiement de SMILE : Vendée, Loire-Atlantique, Morbihan et Ile-et-Vilaine
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Système électrique français et Smart Grid Vendée
Focus sur le réseau vendéen et le projet SMILE
Régis Le Drézen
Yann Dandeville