REFLEXE Démonstrateur de flexibilité électrique. 05 juin 2013

REFLEXE Démonstrateur de flexibilité électrique 05 juin 2013 ) REFLEXE SG Paris 2013

Sommaire 1 Introduction 2 Marché de la flexibilité Yves Bertone, Veolia Environnement 3 Stockage électrique Kelli Mamadou, CEA - Ines 4 Communication avec les sites Pierre Sabatier, Sagemcom 5 Agrégation Nils Siebert, Alstom Grid 6 Questions / Réponses A Annexes 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 2

1 Introduction 05 juin 2013 ) REFLEXE SG Paris 2013

Objectif, périmètre et planning Rendre le client consommateur acteur sur le marché de l électricité: Valider les potentiels de flexibilité par usage, bâtiment, site industriel Définir les modèles économiques et réglementaires Périmètre : sites tertiaires et industriels existants - avec ou sans productions décentralisées - avec abonnement électrique compteur vert (>250kVA) - hors process électro-intensif 2011 2012 2013 2014 Lot 1 Evaluation et analyse Lot 2 : Démonstrateur physique Lot 3 : Bilan 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 4

Le consortium et les soutiens institutionnels Coordinateur : Partenaires industriels Veolia / Dalkia Exploitant de bâtiments tertiaires et de sites industriels Intégrateur et exploitation du centre de pilotage Alstom Grid Logiciel d agrégation et de décision Sagemcom Communication intérieure au bâtiment Communication vers le centre de pilotage Partenaires de Recherche INES (CEA) Production Photovoltaïque Stockage électrique (PV garanti) Supélec Intelligence de pilotage agrégé Pilotage des bâtiments Avec l aide de: ADEME «Projet sélectionné par l'ademe pour un financement dans le cadre du programme Investissements d'avenir" Ville, Métropole et CCI NCA CapEnergies pôle de compétitivité 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 5

Parc : représentatif tertiaire & industrie (dès 250kVA) Hôtels : Fairmont & MC Bay Tertiaire Bureaux : C2R, RSI, ETSI, Toyota, Plazza Enseignement: EDHEC Etablissement Recevant du Public : Aéroport de Nice, Diacosmie, 2 Musées, 2 Centres de loisirs Industries : Site Pharmaceutique Station d épuration, Réseau d eau potable 2 Centres de tri Site d enfouissement 14 sites tertiaires: 300 000m² 6 sites industriels Productions décentralisées: PV, Turbines réseau d eau, Moteurs biogaz Stockages : Réservoir d eau, stockage thermique, batteries HT 19 MW puissance souscrite (heure pleine hiver HPH) de 1 à 6 MW capacité d ajustement 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 6

2 Marché de la flexibilité Yves Bertone, Veolia Environnement 05 juin 2013 ) REFLEXE SG Paris 2013

Localisation des bénéfices dans la chaîne de valeur Source : Microeconomix 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 8

Les services de flexibilité et les acteurs de l électricité Services Ajustement Electrique Services Ajustement Electrique Agrégateur technique Agrégateur marché Productions centralisées Fournisseur Réseau distribution Réseau transport 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 9

Points sur les connaissances Aujourd hui, le marché d ajustement et le NEBEF 1 (futur «capacité») Inspiration EJP : production locale Réglementation peu adaptée à la flexibilité sans groupe Nécessite de fortes puissances de flexibilité Aujourd hui, pas de règles officielles pour valoriser l impact environnemental Travaux à venir: Analyses distinctes du contrôle du réalisé : par site / par lot de site Propositions quantifiées d adaptation des règles Groupe de travail sur la valorisation CO2 de la flexibilité 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 10

3 Stockage HT Kelli Mamadou, CEA Ines Mael Chouiter Tuan Quoc Tran Tony Delaplagne 05 juin 2013 ) REFLEXE SG Paris 2013

Fonctionnalités au service de la flexibilité Fonction de support pour la Planification Réserves planifiées de Puissance et/ou Energie disponibles Et Fonction de compensation en Opération Compensations de fluctuations de puissance d un consommateur, d un producteur intermittent Planification Indicateurs de taux de succès de mission Algorithmes de planification + Hypoth. Enjeux et verrous Modèle Stockage AC Modèle stockage DC Opération Indicateurs de puissance journalière de compensation Algorithme de prévision de réserve + Hypoth. 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 12

Développements et Mise en œuvre Méthodologies de développements Premières mises en œuvre juillet 2013 Planification HP/HC et indicateur de réserve Compensations PV et indicateur de réserve 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 13

Démonstration 1:10 à INES 6 batteries ZEBRA (FIAMM SpA) Haute température > 250 C ~ 140kWh / 80 120kW 2 onduleurs Système de Contrôle-Commande Batteries + contrôleurs Onduleurs Auxiliaires (sécur., therm., élec., mes.) Fonctions additionnelles de CC Consignes P, Q distantes Régulations de P vs f(hz) et Q vs U(V) 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 14

4 Communication avec les sites Pierre Sabatier, Sagemcom 05 juin 2013 ) REFLEXE SG Paris 2013

Les bâtiments, un monde hétéroclite et cloisonné 20 sites à équiper, 20 écosystèmes à traiter Chaque bâtiment est le fruit de sa propre histoire Un équipement initial fonction de sa date de construction Des évolutions fonctions de ses usages successifs Des équipements qui ne sont pas conçus pour communiquer entre eux Aucun protocole de communication ne s est vraiment imposé Une multiplicité d intervenant constructeurs, installateurs, exploitants Des configurations de télécommunication variées Un répartition des équipements sur toute la surface des bâtiments Problèmes d accès aux resources télécom existantes dans le bâtiment 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 16

L approche réalisée : les liens avec le terrain En général un contournement des infrastructures communicantes existantes car : Très peu de protocoles ouverts à part : Un bâtiment équipé d une passerelle BACNET / Protocole PAC Un bâtiment utilisant des automatismes en Modbus TCP Cout prohibitif des «convertisseurs» «protocole fermé / protocole ouvert» Risque sur le business plan Utilisation de commandes simples Le plus souvent des «contacts secs» Des communications simplifiés avec les automates VEOLIA Eau À base de «contact sec»et entrée TOR des automates 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 17

L approche réalisée Utilisation de technologies sans fil : Résolution des problèmes de topologies : - PAC sur le toit - compteur électrique en rez de chaussée etc.. Résolution des accès difficiles aux réseaux internes de gestion D où : «Box» GPRS dans la majorité des cas Sous comptage pour la plupart en GPRS Autres capteurs en Wireless ( Mbus ) Communication avec les serveurs de gestion «SCAPE» SAGEMCOM Auto découvertes des «Boxs» Sécurisation des échanges Web Services ( HTTPS ) Utilisation de la messagerie instantanée XMPP entre SCAPE et l agrégateur ALSTOM GRID Reconnu par l IEC WG21. 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 18

5 Agrégation Nils Siebert, Alstom Grid 05 juin 2013 ) REFLEXE SG Paris 2013

DERMS Solution for Aggregators Functionalities Asset management: registration, provisioning, and modeling. Device communication: telemetry data management and device activation Flexibility aggregation: optimized market bid creation and event monitoring and control. 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 20

DERMS: Market Bid Creation Challenges: Optimally aggregate diverse and numerous flexibilities into valid bids. Provide meaningful bid options to the Trader and encapsulate asset management complexity Solutions: Multi-level aggregation applications developed in the Alstom optimization engine Provide bid options based on Trader preferences: max. energy, min. cost, period of interest, etc. Flexibility forecasts Resource offers Resource offers Market Bids 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 21

DERMS: Event monitoring and control Challenges: Monitor the response of dispatched assets. Track total response Cancel flexibility activations or activate additional flexibilities to limit deviations from market award. Solutions: Near real-time asset data acquisition. Near term dispatch schedule update. Control loop with dispatching optimization. Dispatching flexibilities Monitoring & control On-site measurement Analysis & optimization Data acquisition 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 22

6 Questions Yves Bertone, Kelli Mamadou, Pierre Sabatier, Nils Siebert, Veolia Environnement CEA - Ines Sagemcom Alstom Grid 05 juin 2013 ) REFLEXE SG Paris 2013

MERCI Retrouver le projet sur internet: www.smartgrid-reflexe.com 05 juin 2013 ) REFLEXE SG Paris 2013

A Annexes 05 juin 2013 ) REFLEXE SG Paris 2013

Annexe marché Caractériser la flexibilité Les variables: la fréquence annuelle, le préavis la durée, la courbe de référence, la puissance, le report fournisseurs Responsable d équilibre TSO DSO TSO DSO Tarification dynamique ECONOMIQUE 200 ajustements / an CAPACITE 20 ajustements / an - Erreur de prévision (dont ENR) - Optimisation de charge des réseaux CRITIQUE 0-3 ajustements /an Automatique < 10 min Manuel assisté < 1 heure Manuel <1h Préavis 24h 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 26

Annexe Stockage HT Operational Architecture Aggrégateur DERMS Forecasting/On-line Flexibility Storage Orders Storage Orders Strategy Objectives On-line Command Measures Measures Storage Key perfomance Parameter and Flexibility capacities Orders Measures Storage Management System PV Production Consumption Storage system 05 juin 2013 REFLEXE SG Paris 2013 27