«L apport des réseaux électriques intelligents»

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1 ENR et intermittence : l intégration dans les réseaux de distribution en France 18 avril 2013 Michèle Bellon, Présidente du directoire d ERDF «L apport des réseaux électriques intelligents»

2 Les réseaux de distribution sont au cœur de la chaîne électrique ERDF, filiale à 100% d EDF, remplit les missions de service public liées à la distribution de l électricité sur 95 % du territoire métropolitain Chiffres clés ,3 Mds de CA et 3 Mds d investissements Production & trading Transport es st 2 o P ces 0 0 ur 2 so on si km n ) te 0 e 00 rain n r 0 en 60 ute oy so M % 0 (4 de es ion t s t 0 Po ribu 0 00 t 4 s 7 di on si km n ) te 0 e 00 rain s r s 80 e Ba 6 out s 8% 3 ( rs eu ns t p m illio Co m nouveaux clients raccordés et producteurs (+1,6 GW) 11 millions d interventions réalisées 386 TWh d énergie délivrée avec moins de 6% de pertes Distribution Fourniture agents 1,3 millions km de réseau 762 contrats de 1047 sites en France concessions agents 29,5 TWh de production locale 35 millions clients 75 mn de temps de coupure moyen embauches réalisées Clients 2

3 Depuis 20 ans, des investissements innovants ont permis une amélioration de la qualité des réseaux Le réseau moyenne tension est déjà «Smart» Les 2200 postes sources sont gérés à distance Ces évolutions ont contribué à la baisse du temps moyen de coupure T T T T 30 agences de conduite régionales appareils de mesure et télécommande au niveau des postes HTA/BT Aujourd hui, 30 agences de conduite régionales supervisent le réseau : détecter automatiquement les défauts et les gérer grâce à des logiciels avancés (localisation défauts, auto-cicatrisation, régulation de tension localisée et coordonnée ) piloter à distance les postes sources et plus de appareils de télécommande 400 mn 75 mn Début 80 Aujourd hui 3

4 La croissance de la production sur le réseau de distribution change ses conditions d exploitation et de développement 94% des installations sont raccordées au réseau public de distribution ( sites) et représentent une puissance totale de 10 GW Au 31 décembre 2012 En 2025 plus de la moitié des nouvelles capacités de production seront raccordées au réseau de distribution Les hypothèses de progression : à l horizon 2020 (PPI) : 19 GW d éolien et 5,4 GW de photovoltaïque soit +1 million de sites Parc Photovoltaïque raccordé à fin dec 2012 : 3,12 GW pour installations En 2012 : MW ( installations) Parc Eolien raccordé à fin déc 2012 : 6,82 GW pour installations En 2012 : MW (92 installations) Le scénario nouveau mixte de l UFE projette à l horizon 2030 : 28 GW d éolien 30 GW de photovoltaïque 4

5 Illustration de la dynamique de variation de puissance en fonction du vent ou de l ensoleillement Courbes de production d un site éolien de 10 MW (pas 10mn) Passage de 500kW à 9500kW en 40min Passage de 9500kW à 3000kW en 1h20 Courbes de production d un site Photovoltaïque de 10 MW (pas 10mn) Passage de 1000kW à 8200kW en 1h Passage de 9000kW à 3000kW en 30min 5

6 Cette insertion doit se faire en garantissant la qualité et la sécurité pour tous les utilisateurs ainsi que la sureté du système électrique L électricité n étant pas stockable, deux défis majeurs 1. Prévenir les tensions hautes en cas de forte production locale pour éviter la casse de matériel L été à 14h : forte production et faible consommation Illustration Un+10% L été à 11H Un L hiver à 7h: forte consommation et faible production Un 10% 100m 200m LV feeder 2. Prévenir les ilotages Sur incident ou manœuvre, la production doit être déconnectée pour garantir la sécurité des utilisateurs et des opérateurs Des machines conformes aux normes de fonctionnement du système pour : La tenue de fréquence et de tension La tenue en régime perturbé Des machines, observables et commandables pour les installations les plus puissantes pour Mesurer en temps réel la production des fermes éoliennes ou PV importantes, Connaître et prévoir l état du système électrique Pouvoir moduler la puissance en cas d incident sur le réseau de transport 6

7 Cette évolution s inscrit dans la dynamique de la transition énergétique faisant émerger de nouveaux usages Impacts / solutions Accroissement de la production d électricité à partir des énergies renouvelables Eolien PPI = 19 GW Photovoltaïque 1 million de sites en 2020 MDE Evolution du comportement des consommateurs vers plus de sobriété énergétique Développement de nouveaux moyens de transport Information Pilotage 35 millions de clients Véhicule Électrique en 2016 Une production intermittente et non pilotable Des appels de puissance variables et diffus (Charge de VE) Augmentation de la variabilité de la charge liée aux actions d effacement Optimiser la localisation et le type d installation (différencier coûts de raccordement) Renforcer l observabilité à une maille plus fine Renforcer la réactivité et la commandabilité des réseaux HTA et BT 7

8 La montée en puissance des Smart Grids permettra de mieux tirer parti des réseaux existants Smart Grids : combinaison de solutions avancées de pilotage des réseaux et de technologies de l information & communication Les bénéfices attendus Faciliter l accueil des ENR et Déploiement de capteurs / de compteurs communicants permettant de disposer d informations plus détaillées sur l état du réseau, le profil des profils de consommation et l état des actifs Mise en place de dispositifs d échanges d information avec les sites producteurs Outils de prévision de la consommation et de la production locales et outils de simulation des contraintes potentielles sur le réseau à la maille locale (H-1 à J-8, projections à plus long terme) Solutions de gestion active de l aval (pilotage de la demande, gestion des moyens de stockage) des nouveaux usages Apporter de nouvelles flexibilités (options tarifaires, stockage, effacement) Faciliter la maitrise des consommations (information, pilotage) Optimiser la maintenance et allonger la durée de vie des matériels Renforcer la réactivité et la sécurité Réduire les temps de coupure 8

9 Afin de préparer l avenir, ERDF participe à une quinzaine de projets pilotes sur les réseaux intelligents de demain Issy Grid Optimisation énergétique à l échelle d un quartier Postes intelligents Faciliter l interface entre les Gestionnaires de réseaux de transport et de distribution Venteea Houat et Hoëdic Intégration de fortes capacités de production EnR sur un réseau rural Sécurisation de l alimentation électrique de deux îles par répartition énergétique optimisée Greenlys Intégration amont/aval autour du compteur Linky en zone urbaine Smart Grid Vendée Optimisation énergétique à l échelle d une collectivité territoriale Mise à disposition de données de consommation électrique sur site internet Pilotes Linky Système communicant Smart Cities TransForm Mutualisation énergétique urbaine en Europe Chip2Grid Développement d une chaîne de communication CPL pour le pilotage du réseau de distribution Smart Electric Lyon Mise en œuvre de Solutions aval compteur Contribution d un quartier solaire intelligent à la gestion des pointes de consommation et au stockage NiceGrid Smart Community Lyon Confluence GRID4EU Intégration EnR, automatisation des réseaux, gestion de la demande Gestion des véhicules électriques, des bâtiments et développement du photovoltaïque 9

10 Démonstrateurs à caractère système couvrant l intégralité des champs techniques Smart Grid Vendée * Advanced ** GreenLys Smart Electric Lyon * GRID4EU Supervision réseau Nice Grid Issy Grid Réseau HTA Transform LyonConfluence Réseau BT Démonstrateurs à caractère technologique Clients Equipements domestiques Postes Intelligents IGreenGrid ** Véhicule électrique Venteea Chip2Grid Réseaux moyenne et basse tension Houat & Hoëdic Watt & Moi Clients 10

11 ANNEXES 11

12 ERDF encourage la coopération entre Distributeurs et participe activement à des organisations et projets internationaux ERDF est pilote du projet GRID4EU, un programme Smart Grid impliquant six distributeurs ERDF assure la vice présidence de «EDSO for Smart Grids», une association européenne de Distributeurs Membres : 31 opérateurs de réseaux de distribution, issus de 17 pays, Couvrant 70 % des points de livraison en Europe Objectifs : Favoriser la coopération pour concrétiser la vision des Smart Grids Promouvoir le rôle des gestionnaires de réseaux de distribution pour aborder les enjeux à venir (MDE, ENR, ) C est le plus important programme Smart Grid financé par l Union Européenne Il permet de tester les potentialités offertes par les Smart Grids dans différents domaines tels que l intégration des ENR, le développement de la mobilité électrique, l automatisation des réseaux, le stockage, l efficacité énergétique, la gestion de la pointe Actions : Assure l interface entre les DSO et les instituions européennes Coordonne des projets européens Collabore avec les autorités en charge de la standardisation et avec les associations de consommateurs Coordonne la préparation et la mise à jour régulière d une feuille de route de la R&D sur les réseaux électriques en Europe 12

13 Zoom sur NiceGrid (coordonateur : ERDF) Objectifs Optimiser l insertion de photovoltaïque sur le réseau BT pour une sauvegarde des réseaux de distribution Développer une architecture permettant de maitriser l ilotage d un réseau BT Tester la réponse comportementale des consommateurs / producteurs face aux effacements Tester l intérêt technico-économique du stockage réparti sur l ensemble du réseau de distribution, depuis le poste source jusqu au client Chiffres clés 4 ans d expérimentation 1500 clients en effacement 200 clients en insertion massive du PV 100 clients concernés par l ilotage 29 M de budget total, dont 11 M pour ERDF 13

14 Zoom sur NiceGrid (coordonateur : ERDF) 14

15 Zoom sur Smart Grid Vendée (coordonateur SYDEV) Objectifs généraux Mieux prendre en compte les contraintes locales des réseaux de distribution liées à l intégration de plus d EnR vs. Coûts Clarifier les nouvelles interactions des acteurs et les évolutions nécessaires du système électrique pour prendre en compte les besoins d optimisation locale Mener une action spécifique auprès des collectivités (maîtrise de la conso., utilisation d énergies renouvelables, acteurs des besoins de flexibilité) Réaliser une étude sociétale sur les «consom acteurs» (gestionnaires et utilisateurs de bâtiments publics) Concernant le réseau de distribution Développer les nouveaux outils et SI pour la conception et la conduite des réseaux (conception des réseaux, prévisions, gestion prévisionnelle, fonctions d optimisation de réseau, stockage des données à traitement rapide -Data Historian-, interfaces «externes») Chiffres clés 100 MW de production éolienne 20 MW de production photovoltaïque 1 MW de stockage (volant d inertie) 100 bâtiments publics et points d éclairage public inclus dans les flexibilités disponibles pour le projet Déployer des équipements intelligents permettant de disposer de fonctions avancées sur 20% du réseau de la Vendée. 15

16 Zoom sur Smart Grid Vendée (coordonateur SYDEV) 16

17 Zoom sur Venteea (coordonateur ERDF) Objectifs Faciliter l insertion de productions ENR de forte puissance sur des réseaux ruraux - Fonction d'automatisation de Réseau (estimation d état, régulation coordonnée de la tension), - matériels innovants pour développer l observabilité et la pilotabilité du réseau Etudier l impact technique et économique de ces nouvelles fonctions Smart Grids sur les conditions d exploitation du réseau et les solutions de raccordement des parcs éoliens Etudier des modèles d'affaire pour le stockage Chiffres clés du poste source de Vendeuvre, (site du projet) : 1 transformateur 63/20kV de 20MVA 130 postes HTA/BT de distribution publique 3000 clients sur 6 départs 20 kv 1 site éolien existant de 6MW sur départ mixte 1 site éolien existant de 12MW sur départ dédié 17

18 Zoom sur Venteea (coordonateur ERDF) 18