Smart Energy Day 2013 Les expériences réseaux d un distributeur suisse

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1 Smart Energy Day 2013 Les expériences réseaux d un distributeur suisse BKW Energie SA Alain Schenk Chef Asset Management Réseaux Sion, 6 septembre 2013

2 Sommaire 1. Groupe et réseau BKW 2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD 3. Implications pour le réseau BKW 4. Exemples concrets 5. Conclusion Page 2

3 1. Groupe et réseau BKW 2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD 3. Implications pour le réseau BKW 4. Exemples concrets 5. Conclusion Page 3

4 Groupe BKW Fournisseur de prestations énergétiques leader en Suisse Société cotée en bourse détenue majoritairement par le canton de Berne (52.5%) Plus de 3'000 collaborateurs Présent à tous les niveaux de l approvisionnement énergétique Approvisionnement de plus 1'000'000 personnes directement ou via ses partenaires Leader des énergies éoliennes et solaires Page 4

5 Réseaux éléments essentiels de l'approvisionnement électrique Répartition de la valeur du réseau CH (19.1 Mrd CHF) 10 % 03 % 14 % 07 % 20 % 07 % 39 % déjà smart pas (encore) smart Illustration: MMEE-CH 2011 Page 5 Illustration: NNMV-CH 2008 Chiffres selon ElCom 2011

6 Réseau BKW Postes et transformateurs 80 postes haute tension (niv. 2 5) départs 144 transformateurs stations transformatrices (niv. 6) armoires de distribution de quartier (niv. 7) Lignes Niveau 3: 1'065 km (16% câble) Niveau 5: km (48% câble) Niveau 7: km (86% câble) Page 6 Valeurs 2011

7 Topologie actuelle des réseaux de distribution Réseaux bouclés et maillés avec nombreuses possibilités de couplage (90%) UST Worblaufen UST Deisswil UST Gümligen Lignes en antenne avec protection sélective et stations de couplage télécommandées (10%) UST Schwarzenburg Gurnigel SST* Guggisberg Sangernboden Page 7

8 1. Groupe et réseau BKW 2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD 3. Implications pour le réseau BKW 4. Exemples concrets 5. Conclusion Page 8

9 Stratégie 2050: développement des sources d'énergie renouvelable Qui produira quelle quantité et comment l'énergie sera-t-elle acheminée aux consommateurs? Page 9

10 Variabilité de la production solaire et éolienne Illustration : Suisse avec 30 % de production solaire et éolienne Charge Besoin de stockage Juin Hydro, Nuklear, Biomasse, etc. Charge Besoin de stockage Janvier Hydro, Nuklear, Biomasse, etc. Source: Powertage 2012 Referat S. Linder, ABB Page 10

11 Impact sur la distribution: modification de la direction des flux d'énergie Flux aujourd'hui Flux futurs Page 11

12 Restriction de l'énergie injectée en raison de la capacité des réseaux Parc éolien BKW Roseto Valfortore (Italie) Roseto losses of production (%) : 16.3% : 13.8% : 9 % Roseto losses of revenues (%) : 12,6 % : 5 % : 2.7 % Significant reduction due to Terna improved operation and management of the high voltage grid (temperature sensors, seasonal limits, natural cooling in high wind speed conditions) Monitoring et "déclenchement" (contrôle des injections) aujourd'hui encore moins cher que le stockage Page 12

13 Solutions techniques Construction de réseau classique Renforcement des lignes et transformateurs (câblage incl.) Modification de la topologie du réseau Solutions innovantes Transformateurs de quartier réglables Régulateurs de tension Régulation de l'énergie réactive (onduleurs des installations PV) Gestion de la production et de la charge Stockage Microgrid Source: Schneider Electric Page 13

14 Temps de décharge sec./min. heures jours/sem, Elément clé: technologies de stockage Pompageturbinage Batteries Air comprimé Power to Gas (H 2, SNG) Volants d'inertie Super Caps / Bobines ~ Maison indiv. (1-10kW) ~ Quartier (25-100kW) ~ Poste (250kW-10MW) ~ Stock. de masse (>10 MW) Page 14 Source: Sterner 2009

15 Elément clé: mesure / estimation d'état Seite 15

16 Défis liés au tournant énergétique faible modéré grand très important Illustration: MMEE-CH 2011 Page 16

17 1. Groupe et réseau BKW 2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD 3. Implications pour le réseau BKW 4. Exemples concrets 5. Conclusion Page 17

18 Croissance des installations photovoltaïques chez BKW Demandes de raccordements PV Prévision Demandes effectives Signification du domaine photovoltaïque (PV) pour le domaine de la construction de réseau Actuellement ( ) environ 10 % des projets de développement de réseau sont liés à la production décentralisée (raccordements exclus) Majorité des raccordements de production décentralisée: PV (> 95 %) Moins de 10% de tous les raccordements PV nécessitent un renforcement du réseau Page 18

19 Smax,2040/Smax,2010 Scénarios de développement Le graphique montre les différences de développement de la charge selon le scénario. La croissance individuelle de charge pour chaque poste BKW est indiquée par les barres grises, les colonnes représentent les valeurs moyennes Consommation moyenne jours d'hiver Injection moyenne dimanches d'été 3.00 Valeur pour chaque poste Croissance 1,5% p.a. Charge actuelle Reference Green Policy Central Prosperity Stagnation Croissance moyenne de la charge Page 19

20 Capacité d'intégration des installations photovoltaïques dans le réseau BKW * (1/3) Zone d'approvisionnement représentative rural / montagne Simulation UST Schwarzenburg Consommation 60 GWh Habitants: % population campagnes CH Toits 4.7 km 2 Campagne Ville Catégorie selon Distribution Code urbain / banlieue Simulation sgebiet UST Köniz Consommation 128 GWh Habitants: % population agglomérations CH Toits 1 km 2 Page 20 *: Etude BKW et Meyer Burger

21 Capacité d'intégration des installations photovoltaïques dans le réseau BKW (2/3) Un réseau 400V représentatif pour chaque catégorie a été sélectionné et modélisé Charge Profils ¼ heure Semaine, samedi et dimanche Hiver, été, entre saisons Sans renforcement réseau et stockage Production Profils ¼ heure Hiver, été, entre saisons Avec renforcement réseau et stockage Sans renforcement et sans stockage, une part importante de l'énergie solaire est perdue Page 21

22 Capacité d'intégration des installations photovoltaïques dans le réseau BKW (3/3) Ville Injection maximale (ville) Le potentiel peut être exploité à 100% sans surcharge du réseau Campagne Zones rurales Possibilité d'élévation de tension hors tolérances Surcharges ponctuelles Zones de montagne Injections jusqu'à 8 fois supérieures à la pointe de charge Nombreuses lignes du réseau 16kV surchargées (>200%) Injection maximale (campagne) Seul 30% du potentiel total peut être exploité sans surcharge Sans renforcement du réseau, la différence entre le potentiel total et l'injection maximale peut théoriquement être absorbée grâce à un stockage local Page 22

23 1. Groupe et réseau BKW 2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD 3. Implications pour le réseau BKW 4. Exemples concrets 5. Conclusion Page 23

24 Pilote A: Tests smart grid depuis clients pilote à Ittigen Cockpit (Valeurs 1/4h) Historique Rapport mensuel Portail client (Internet) Visualisation de la consommation Rapport mensuel PDF Informations tarifaires Mesure appareils Depuis octobre 2012 PowerVISU (visualisation de la production photovoltaïque) Démonstration live: ismart.inergie.ch/ismart/showview La valorisation des chauffe-eaux en tant que stockage d'énergie est testée en pratique dans le cadre d'un projet pilote BKW Page 24

25 Pilote B: Gestion de la charge Projet pilote FlexLast Gestion flexible des chambres froides MVN* (accumulation thermique) Intégration de gros consommateurs industriels dans un "smart grid" Test de l'engagement d'énergie de réglage découlant du déclenchement, respectivement enclenchement, intelligent de la charge Soutenir le développement d'un "smart grid" en Suisse avec un projet phare La gestion intelligente de grosses charges et des techniques du bâtiment contribuent au succès du tournant énergétique Page 25 * Centre de distribution Migros Neuendorf SA

26 Installation ponctuelle de transformateurs de quartier réglables Installation de transformateurs de quartier réglables dans le cadre du plan de développement du réseau Page 26 Sources: Schneider Electric (transformateur) Prof. Dr.-Ing. Rolf Witzmann

27 1. Groupe et réseau BKW 2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD 3. Implications pour le réseau BKW 4. Exemples concrets 5. Conclusion Page 27

28 Conclusion Les réseaux de distribution se trouvent face à un défi majeur lié à la mise en place de la politique énergétique Dans la plupart des cas, le réseau actuel ne pourra pas absorber la production décentralisée prévue sans la prise de mesures. Le réseau doit évoluer afin de pouvoir répondre aux exigences futures de flexibilité des consommateurs et de variabilité de la production. Les solutions combinent la construction de réseau classique et les technologies innovantes. Un déploiement généralisé n'est économiquement pas justifié pour le moment. BKW se prépare activement à cette mutation, développe des solutions en partenariat et propose des prestations innovantes Page 28