Le projet Européen INTEGRAL

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1 Les réseaux auto-cicatrisants: du concept à la démonstration Projet Européen INTEGRAL Integrated ICT framework for Distribution Network with Decentralized Energy Resources CAIRE Raphaël RAISON Bertrand LE Thanh Luong LABONNE Antoine TOURE Selle THERMOZ-LIAUDY Damien BRACONNIER Thierry HAMM Philippe BJORN Sthal BACHA Seddik VALEY Gilles RICHARDOT Olivier HACHANI Mohamed VIALLE Julien BLACHE Francois DUMONT Raphael DAVOINE Jacques VALLA Gaylord GUSTAVSSON Rune HADJSAID Nouredine Guillaume Neyret Romain Descourvières

2 Le projet Européen INTEGRAL Le but du projet européen INTEGRAL est la mise au point et la démonstration de l agrégation et la coordination de ressources locales (DER) reposant sur des solutions TIC existantes. La structure ICT ainsi créée doit être valable pour l ensemble des acteurs du SmartGrid (DER owners, grid operators, etc ). Définir un control distribué intégré comme une coordination et un pilotage à large échelle des ressources locales DER/RES ainsi que des composants réseau pour tous les acteurs avec une approche «bottom-up» reposant les systèmes multi-agents (MAS). Montrer que cela peut être réalisé par des solutions ICT existantes, accessibles et standardisées. Call ID: FP TREN-4 Integrated ICT-platform based Distributed Control (IIDC) in electricity grids with a large share of Distributed Energy Resources and Renewable Energy Sources 2

3 Le projet Européen INTEGRAL Démontrer sa viabilité via trois démonstrateurs couvrant des conditions/modes d opération/exploitation différents qui incluent : Conditions normales l agrégation des ressources locales (DER/RES) permet une meilleure intégration dans les marchés de l énergie et des services au réseau. Conditions critiques (MICROGRIDs) ou comment des ressources locales Basse Tension coordonnées peuvent supporter le réseau de transport. Conditions d urgence ou comment l agrégation des composants réseau et des DER permettent l auto-cicatrisation et une gestion optimale des SmartGrids après défaut. 3

4 Auto-cicatrisation et production décentralisée 4

5 Auto-cicatrisation et distribution de l intelligence Centralisé environ100 postes sources Demo C Intelliteam (S&C) Centralisé Définition électrotechnique de la cellule de niveau 1 pour une distribution de l intelligence optimale Décentralisé 5

6 Les réseaux auto-cicatrisants: du concept à la démonstration Projet Européen INTEGRAL Integrated ICT framework for Distribution Network with Decentralized Energy Resources Composants électriques

7 Emulation réseau électrique à échelle réduite (1/1000) OLTC transformer Synchronous generators Induction machine and load DC motor and Wind turbine Lines and automations 7

8 Composants électriques 8

9 Composants électriques 9

10 Composants électriques 10

11 Les réseaux auto-cicatrisants: du concept à la démonstration Projet Européen INTEGRAL Integrated ICT framework for Distribution Network with Decentralized Energy Resources SCADA et composants communicants classiques

12 SCADA industriel : PCVue Vue globale pour pilotage «environnement» Vue unifilaire 12

13 Contrôle commande des postes sources Fonctions de protection : automate avec boucles 4-20 ma (capteurs LEM) Communication entre un automate et les indicateurs de passage de défaut environnants API de Zone Indicateurs Automate M340 MODBUS MODBUS FLAIR 200C Communication entre les automates et le SCADA Serveur PcVue Ethernet TCP API de Zone SCADA + Serv OPC Automate M340 13

14 Indicateurs de passage de défaut communicants (IPD) Flair 200C (RTU) Schneider Telecontrol Détection et enregistrement de(s courants de) défaut Détection des interruptions d alimentation et des creux de tension Capteur P/Q/I Intérêt des FLAIRs : plusieurs médias de communication et utilisation de Modbus + Modbus encapsulé (Modbus/TCP) Flair 200C 14

15 Automates et IPD 15

16 Les réseaux auto-cicatrisants: du concept à la démonstration Projet Européen INTEGRAL Integrated ICT framework for Distribution Network with Decentralized Energy Resources Enregistreurs de défaut communicants

17 Enregistreur de défaut Afin de traiter des défauts à la terre avec des neutres compensés (Bobine de Petersen), enregistrements des signaux à 5 khz pour que les agents puissent faire traitement du signal avancé (FFT ou Prony puis Fortescue puis parcours de graph) pour localisation «métrique» des défauts. Analysis Electrical signals Sensors Acquisition card Archiving Communication Principle of a data acquisition 17

18 Enregistreur de défaut 18

19 Enregistreur de défaut 19

20 Les réseaux auto-cicatrisants: du concept à la démonstration Projet Européen INTEGRAL Integrated ICT framework for Distribution Network with Decentralized Energy Resources Agent pour l auto-cicatrisation

21 Agent Matlab pour Traitement du Signal avancé Agent Local MATLAB OPC Toolbox (Client) Host OPC Server OPC Server OPC Groups OPC Groups OPC Items OPC Items IEDs (FPI, FR, etc) 21

22 Approche stochastique Paramètres pour traduire le fonctionnement correct des IPD: α taux de fonctionnement β taux de réponse correct But: Analyse de la probabilité d occurrence de défaut par section de réseau en fonction des réponses des IPD + méthodes de maintenance préventive FPI status ideal 0 1 real 0 1-α + α.β 1-α + α.(1-β) 1 α.(1- β) α.β Comparaison statistique avec des tables de signature de défaut idéales 22

23 Les réseaux auto-cicatrisants: du concept à la démonstration Projet Européen INTEGRAL Integrated ICT framework for Distribution Network with Decentralized Energy Resources Emulation réseau de communication

24 Emulation de l infrastructure de communication basée sur IP 24

25 Infrastructure ICT globale de la plateforme Developed by BTH INTEGRAL SCADA AGENT 25

26 Salle de commande / Agents Overall view PC bench KVM Switch mangt. 26

27 Les réseaux auto-cicatrisants: du concept à la démonstration Projet Européen INTEGRAL Integrated ICT framework for Distribution Network with Decentralized Energy Resources Résultats

28 Scénarios Scénario 1 : Localisation du défaut (location robustness) Scénario 2 : Type de défaut (fault type) Scénario 3 : Mise à la terre du transformateur du poste source (grounding of the substation) Scénario 4 : Performance réseau de communication (communication performances) Scénario 5 : Etat de charge du réseau initial (power flow inside the Distribution Network) Scénario 6 : Configuration initiale avant défaut (Initial configuration of the Distribution Network) 28

29 Déclenchement d un défaut/surcharge 29

30 Déclenchement du disjoncteur en tête de départ et enregistrement du défaut 30

31 Traitement du signal et analyse statistique de la part de l agent 31

32 Informations de reprise de service renvoyées au SCADA ou directement aux OMT 32

33 Emulation du réseau ICT + enregistrement 33

34 Les réseaux auto-cicatrisants: du concept à la démonstration Projet Européen INTEGRAL Integrated ICT framework for Distribution Network with Decentralized Energy Resources Conclusions and perspectives

35 Principe du démonstrateur autres agents à tester + enseignements associés JACK/JADE/MATLAB 35

36 Conclusions La transition vers les SmartGrids incluant une large proportion de sources décentralisées tout en maintenant des niveaux de qualité/continuité de fourniture demandent des recherches dans des solutions flexibles et robustes décentralisées. La définition des cellules est importante pour la distribution optimale de l intelligence. Le projet INTEGRAL a prouvé la faisabilité de la coordination MAS, il permet de dimensionnement des besoins TIC (info et com) en montrant la nécessité d une infrastructure orienté services (SOI + SLA/SLO). 36

37 Emulation du poste source en

38 Virtualisation réseau de communication régional avec VIRCONEL (Telecom ParisTech) 38

39 Les réseaux auto-cicatrisants: du concept à la démonstration Projet Européen INTEGRAL Integrated ICT framework for Distribution Network with Decentralized Energy Resources Merci de votre attention! Any questions? More information :