LES SMART GRIDS DEVIENNENT REALITE SMART GRID ALSTOM GRID AU CŒUR DES RESEAUX INTELLIGENTS Date : 08/02/2011 Selon l IEA, entre 2010 et 2030 : - la croissance économique devrait engendrer une demande énergétique mondiale deux fois plus importante que celle que nous connaissons aujourd hui ; - cette demande énergétique devrait progresser de 2,2 % par an - les émissions de CO2 dans le monde devraient augmenter à un rythme encore plus soutenu que celui de la demande énergétique Les Smart Grids l intelligence au service de l efficacité Nos réseaux de transport et de distribution d électricité sont aujourd hui confrontés à de nouveaux enjeux: offrir davantage de fiabilité et de stabilité pour éviter les pannes et blackouts dans un contexte d interconnexion des réseaux à grande échelle réduire leur impact environnemental, en particulier les émissions de CO 2, tout en optimisant l intégration de sources d énergie renouvelables augmenter l efficacité énergétique, en permettant aux opérateurs de réseaux d exploiter leurs ressources enles poussant au maximum de leurs capacités, afin de réduire les pertes d énergie pendant le transport, d optimiser la production et de gérer activement la demande d électricité. Apporter une réponse efficace à ces défis requiert des réseaux plus «intelligents». L intégration de ressources énergétiques distribuées supplémentaires, qu elles soient domestiques ou industrielles, permet de créer une nouvelle génération de réseaux électriques, avec des opérateurs en mesure de gérer des marchés de l électricité dérégulés, et des consommateurs à même d assurer leur propre gestion proactive de leur consommation. Un réseau intelligent (Smart Grid) est un réseau de transport et de distribution bénéficiant d un contrôle intégré complet et de nouvelles capacités en matière de technologies de l information et de télécommunications. Il assure un flux énergétique et informationnel bidirectionnel en temps réel, entre tous les acteurs de la filière électrique, de la centrale à l utilisateur final. Utilisant des technologies de commande et d information centralisées ou distribuées, allant de la commande intégrée aux turbines jusqu aux serveurs des opérateurs de transport et distribution d électricité, au stockage de l électricité, aux véhicules électriques, voire aux «villes intelligentes», le smart grid apporte des gains d efficacité et de stabilité opérationnelles sans précédent. Alstom Grid au cœur des réseaux intelligents 1
Leader industriel de la production électrique et de la gestion des réseaux, Alstom bénéficie d un positionnement et d une expérience qui lui assurent un leadership technologique en matière de réseaux intelligents. Cette expertise permet à Alstom d offrir une approche intégrée dans le déploiement des technologies smart grid, y compris en matière de gestion de réseau, de production électrique et de technologies de l information et télécommunications, sur l ensemble des réseaux de transport et de distribution d électricité. Grâce à son expertise, Alstom Grid, en qualité d expert des réseaux au sein d Alstom, a commencé à étendre ses solutions pour salles de commande pour relier tous les acteurs de la filière énergétique aux réseaux intelligents, transformant ainsi radicalement la gestion de l énergie au quotidien. Alstom Grid met l accent sur des solutions intelligentes qui répondent aux défis auxquels sont confrontés les réseaux électriques actuels : - Efficacité énergétique - Fiabilité et stabilité - Intégration des parcs éoliens ou solaires Aujourd hui présent sur tous les fronts, Alstom Grid déploie des initiatives majeures en matière de réseaux intelligents : - grâce à un portefeuille de solutions smart grid commercialisées pour améliorer la gestion et accroître l efficacité des réseaux de transport et de distribution - comme innovateur leader sur le marché de l électricité, avec la mise en œuvre de nombreux projets démonstrateurs dans les pays leaders dans ce domaine, en partenariat avec les organismes de régulation, les compagnies d électricité et les industriels - avec le développement d un écosystème de partenaires qui apportent une expertise complémentaire dans les réseaux intelligents. Des solutions stratégiques pour la gestion de l énergie L offre d Alstom Grid en matière de réseaux intelligents, qui s appuie notamment sur une présence de longue date dans les salles de commande de gestion des réseaux, permet aux compagnies d électricité du monde entier de disposer de technologies stratégiques pour la gestion de l énergie, en support des infrastructures de transport et de distribution. Ces solutions intègrent des dispositifs de protection et de contrôle distribués sur l ensemble du réseau, coordonnés à de nouvelles technologies de transformation de puissance et à des solutions innovantes en électronique de puissance (HVDC, etc.) Alstom Grid offre aux opérateurs de réseaux, aux gouvernements et à l ensemble des acteurs de la filière énergétique des solutions qui font des réseaux intelligents une réalité concrète. Conçues pour un système plus souple et efficace, nos solutions Smart Grid s appuient sur les synergies existant entre les technologies clés d Alstom Grid électronique de puissance, solutions d automatisme et technologies de l information pour salles de commande 2
Electronique de puissance : ces technologies, qui se composent en majeure partie d équipements intégrés aux systèmes de commande, et installés sur l ensemble du réseau, incluent tous les produits basés sur l électronique de puissance et les systèmes pour conversion de puissance, les connexions renouvelables et la stabilité du réseau. - Solutions HVDC - Connexions VSC offshore - FACTS - Produits de compensation de puissance - Convertisseurs statiques VAr - STATCOM, etc. Les solutions d automatisme concernent tous les systèmes d automatisme des composants du réseau (centrale électrique, stockage, postes, postes de transport et distribution). Ces technologies matérielles offrent un temps de réaction très bref (quelques ms) pour assurer la protection et la stabilité du réseau intelligent : - Relais de protection MiCOM IED et dispositifs de mesure - Systèmes de contrôle conventionnels et numériques (PACiS) - Synchro-phaseurs (PMU) - Evaluation dynamique des lignes (DLR), etc. Les technologies IT des salles de commande incluent tous les systèmes utilisés pour la surveillance, le contrôle et l optimisation des performances du réseau de transport et de distribution, à partir d un point central (système de gestion de l énergie, système de gestion de la distribution), et avec une meilleure distribution au sein des groupes de réseaux (microgrid). - Salles de commande des réseaux de transport : e-terravision, e- terrasource, e-terraplatform - Salles de commandes des réseaux de distribution : système de gestion de la distribution intégrée, e-terradistribution, etc. - Salles de commande pour la gestion du marché : e-terramarket, e-terrasettlement, Smart Dispatch, gestion de la demande, etc. Projets démonstrateurs Smart Grid Les solutions existantes ont déjà été déployées à différentes échelles à plusieurs reprises. Alstom Grid participe à divers projets démonstrateurs dans les pays en pointe dans ce domaine, en partenariat avec les gouvernements, les compagnies d électricité ou les industriels : FENIX : ce projet, parmi les plus innovants en matière de réseaux intelligents, a été effectué en Grande- Bretagne entre 2005 et 2009, dans le cadre d un consortium européen regroupant des GRT (Gestionnaires de réseaux de transport), des GRD (Gestionnaires de réseaux de distribution), des OEM (Fabricants d équipements) et des établissements de recherche. Il avait pour objectif de permettre à des systèmes basés sur des sources d énergie distribuées de devenir à court terme une solution économique, sûre et durable pour le système d alimentation électrique de l Union européenne. Grâce à sa plate-forme commerciale e-terra et son système d optimisation IPO (Intra-Day Plant Optimization), Alstom Grid a fourni des systèmes avancés et une interface marché pour combiner et synchroniser, au sein d une centrale virtuelle, les sources d énergie distribuées testées. 3
TWENTIES : ce projet de l Union européenne a pour but de «mettre en évidence, d ici au début 2014, par le biais de démonstrations à grande échelle, les avantages et impacts de plusieurs technologies critiques requises pour améliorer le réseau de transport pan-européen, dotant ainsi l Europe d une capacité de réponse à la part croissante de l énergie renouvelable dans son mix énergétique à l horizon 2020 et au-delà, tout en conservant son niveau actuel de fiabilité.» Alstom Grid participe au projet démonstrateur d un réseau Courant Continu, en s appuyant sur son expertise en matière d électronique de puissance et de stabilité en ligne, afin d identifier les éléments clés du développement de réseaux européens Haute Tension à Courant Continu. PNW-SGDP : aux Etats-Unis, le projet démonstrateur Pacific Northwest Smart Grid Demonstration Project (PNW-SGDP) permet de tester diverses combinaisons de solutions «intelligentes» auprès des particuliers, et sur le réseau qui dessert cinq Etats (Washington, Oregon, Idaho, Montana et Wyoming), couvrant ainsi plus de 60 000 consommateurs. Les données de transport, de distribution et de consommation recueillies seront analysées afin de permettre aux compagnies d électricité d améliorer le niveau de performance actuel des infrastructures de réseaux. Alstom Grid fournit une section de la salle de commande du projet. Ce système permet de visualiser les sources d énergie renouvelables, et de disposer d informations tarifaires en temps réel. DOE Smart Grid Demonstration Project, Caroline du Nord : ce projet piloté par le ministère américain de l Energie (DOE), vise à intégrer efficacement des sources d énergie décentralisées au réseau électrique, afin d aider le ministère à atteindre ses objectifs en matière de réseaux intelligents à l horizon 2030. Alstom Grid apporte son expertise dans les salles de commande pour réseaux intelligents, avec son système de gestion de la distribution intégrée (IDMS) améliorant considérablement la fiabilité et l efficacité du réseau de distribution, en intégrant plusieurs types de ressources énergétiques distribuées, tout en surveillant les informations fournies par plusieurs interfaces distribuées, telles que les compteurs intelligents ou les capteurs avancés. 4
Partenariats technologiques stratégiques Pour élargir le périmètre et les applications des réseaux intelligents, Alstom Grid a initié un écosystème de partenaires destiné à poursuivre le développement de synergies et de nouvelles applications, pour assurer la commercialisation dans des domaines complémentaires (compagnies d électricité clientes, bâtiments et éco-cités intelligents, véhicules électriques, intégrateurs de logiciels et technologies IT, fabricants de systèmes de stockage de l électricité, etc.). Parmi les partenaires industriels d Alstom Grid dans les domaines complémentaires de l énergie électrique figurent PJM Interconnection, Duke, Energinet.dk et Transpower New Zealand, des fournisseurs de services IT (IBM), de logiciels (Microsoft), d équipements de distribution (Schneider Electric), ou des fabricants de compteurs intelligents (Sagemcom et Itron) Parmi ces principaux partenaires industriels d Alstom Grid, on peut trouver: PJM Interconnection (USA) : PJM Interconnection coordonne les mouvements des ventes d électricité en gros dans treize Etats américains. Dans le cadre de cette alliance stratégique pour relever les défis auxquels sont confrontés les réseaux intelligents, Alstom Grid travaille à enrichir son logiciel e-terra avec les technologies Smart Dispatch qui améliorent l efficacité opérationnelle et la sécurité des systèmes. EnergyNet.dk (Danemark): Alstom Grid et Energinet.dk ont signé un accord de partenariat stratégique couvrant plusieurs domaines : intégration au réseau de sources d énergies renouvelables ; amélioration des performances du réseau et outils avancés pour son exploitation. Plus de 30 % de l électricité danoise provenant de parcs éoliens onshore et offshore, Energinet.dk est confronté à des défis uniques en termes d optimisation de ces sources d énergie verte, par nature intermittentes. Microsoft : la collaboration entre Alstom Grid et Microsoft porte notamment sur l amélioration de la cybersécurité et l intégration des applications d Alstom Grid aux outils Microsoft et aux process commerciaux des entreprises. Le logiciel e-terra de gestion des réseaux d Alstom Grid est également basé sur le software Microsoft. Le leadership d Alstom Grid sur le marché de l automatisme lui vaut d être certifié Global Gold Certified Partner de Microsoft. IBM : le partenariat établi entre IBM et Alstom a permis d élaborer une proposition commerciale extrêmement compétitive en vue d une utilisation combinée des produits de gestion des réseaux et de l offre d IBM en matière de solutions et services. Cette alliance permet à Alstom de se différencier de la concurrence avec des solutions véritablement innovantes. La première étape est une offre commune intégrée EMS-DMS-Enterprise Asset Management, qui a déjà fait l objet de démonstrations auprès de nombreux électriciens dans le monde. Les solutions Smart Grid du futur 5
Alstom Grid a entrepris un ambitieux programme d innovation et Recherche et Développement, et prévoit d augmenter ses investissements d ici à 2020 afin de renforcer et d affirmer son leadership technologique sur le segment des réseaux intelligents. Par le biais de programmes de R&D et de partenariats, Alstom Grid explore déjà les futures voies technologiques pour développer ces réseaux : Réseaux courant continu (CC): ces réseaux représentent une technologie intelligente très prometteuse pour le transport d électricité à longue distance, avec un rendement énergétique supérieur et une meilleure intégration du flux énergétique provenant de sources renouvelables. Alstom encourage l intégration d un nombre croissant de solutions d interconnexion CC qui permettront d améliorer le contrôle et la qualité du transport d électricité, et d intégrer les différents réseaux au niveau de la distribution (parcs solaires photovoltaïques, charge rapide pour véhicules électriques, systèmes de désencombrement des villes). Chargement rapide pour véhicules électriques : Alstom Grid en est au stade de la R&D et travaille sur l intégration des flottes de véhicules électriques dans les réseaux intelligents, via une charge dynamique rapide de ces véhicules. En explorant plusieurs scénarios pour gérer les conditions de charge spécifiques et leur impact sur les équipements, les réseaux et les logiciels, et grâce à des partenariats avec le monde universitaire et les industriels du secteur automobile, Alstom Grid prépare l intégration de ces véhicules au niveau de la distribution, dans un contexte des écocités. Batteries reliées au réseau : Alstom Grid étudie différentes technologies de stockage et leur impact potentiel sur les réseaux intelligents de transport et de distribution. Plusieurs scénarios sont envisagés : intégration des solutions de stockage au niveau des postes ; fourniture de connexions et de puissance réactive par le biais de l électronique de puissance ; ou gestion de la surveillance et du contrôle de stockage, avec intégration aux systèmes de contrôle du transport et de la distribution (EMS et DMS). Gestion de la réponse à la demande : solution dynamique qui permet à Alstom Grid de gérer l équilibrage de charge électrique à différents niveaux du réseau. Cette solution permet de réguler les pics de consommation ou la charge, tout au long de la journée. Alstom Grid offre aujourd hui des solutions de gestion dynamique pour les réseaux intelligents, destinées aux opérateurs des réseaux de transport d électricité, et travaille au développement d une version pour les gestionnaires des réseaux de distribution (GRD) et les aggrégateurs de charges. Gestion en ligne des ressources: en partenariat avec IBM, Alstom Grid travaille au développement de solutions permettant de relier les systèmes informatiques de pilotage de l énergie et ceux destinés à la gestion des équipements de réseaux. Cette technologie Smart Grid permettra aux opérateurs d affiner l estimation en temps réel des capacités physiques de leurs réseaux, et de maximiser la gestion des flux lors des situations d urgence. En améliorant la maintenance et la visibilité des équipements, ces solutions aideront les compagnies d électricité à maintenir une meilleure fiabilité des réseaux. Surveillance et équilibrage de l énergie dans les éco-cités de demain : par le biais notamment de son partenariat avec le groupe Bouygues, Alstom Grid a commencé à développer des solutions pour la surveillance et l équilibrage de l énergie dans les éco-quartiers et éco-cités de demain. Ces solutions permettront aux pouvoirs publics locaux de gérer et surveiller en temps réel les réseaux de distribution d électricité urbains, le niveau de consommation, et l empreinte carbone précise de chaque élément de l éco-quartier, afin d établir des indicateurs de performance (polltion, efficacité énergétique, etc.) pour les éco-cités. 6