ÉLECTRICITÉ : Smart Grid, vers un nouveau modèle énergétique Système électrique français et Smart Grid Vendée Focus sur le réseau vendéen et le projet SMILE Régis Le Drézen & Yann Dandeville En partenariat avec :
Système électrique français et Smart Grid Vendée Focus sur le réseau vendéen et le projet SMILE Régis Le Drézen Yann Dandeville
Le contexte Un tournant énergétique Une arrivée massive des énergies renouvelables France : 5 % de part EnR dans les consommations en en presque 10 ans. Vendée : plus de 10 %! Près de 60 % en 2030. (hors hydraulique) Des consommations en hausse et de nouveaux usages France : 1 à 2 millions de véhicules électriques en France en 2020? Vendée : croissance de la consommation 3 fois plus rapide et 2 fois plus de ventes de véhicules électriques! Une volonté des pouvoirs publics pour augmenter la part d énergies durables et optimiser les réseaux électriques Accepter plus d énergies renouvelables (loi TEPCV, ) Rationaliser les coûts du réseau et de l électricité Appels à projet (Smart Grid Vendée, SMILE, ) 3
ERDF devient ENEDIS
Un réseau électrique de plus en plus complexe Développement des Energies Renouvelables, des nouveaux usages et modes de consommation Photovoltaïque Eolien 600 MW en région PDL Objectif 2020 : 1750 MW 350 MW en région PDL Objectif 2020 : 650 MW Nouveaux mécanismes et marchés Gestion des flexibilités MDE Information pilotage Véhicule Électrique 5
Une mission de service public Réussir la Transition Energétique une recomposition des territoires et des compétences Energie pour tous 24h/24h Péréquation Timbre poste Sécurité 6
Le système électrique en Vendée 11 200 km réseau basse tension (BT) Dont 60 % souterrain 31 postes de transformation 225/90/20 kv Ces évolutions ont contribué à la baisse du temps moyen de coupure T 400 mn T T 450 000 clients 12 000 producteurs 14 150 postes de distribution publique T 11 300 km réseau moyenne tension 20 kv Dont 39% souterrain Poste décentralisé de conduite du réseau 10% 1% 43% Début 80 46% 70 mn Aujourd hui Raccordement Qualité de fourniture Environnement 7
Le contexte Notre réseau électrique aujourd hui Centrales de production Consommateurs Les réseaux actuels ont été conçus pour conduire l électricité dans un seul sens. Schéma monodirectionnel et arborescent Pilotage des unités de production centralisées seul 8
Le contexte Et demain! Centrales de production Consommateurs Des réseaux intelligents qui doivent faire circuler l électricité dans les deux sens. Pilotage de la consommation! Pilotage des EnR réparties Réseau «maillé» 9
Quels sont les objectifs d un Smart Grid? Diminuer la part fossile du mix énergétique avec plus d EnR Éviter le surdimensionnement du réseau Gérer l augmentation de la consommation et les nouveaux usages (véhicule électrique) Être capable de voir et d anticiper se qui se passe en tout point du réseau (capteurs) Utiliser un modèle économique adapté, c est-à-dire flexible! 10
Qu est ce qu un Smart Grid? Convergence des technologies de distribution et du numérique Smart Grid = réseau électrique intelligent Qu est-ce qu un réseau intelligent? C est une amélioration par des systèmes informatiques. Producteurs Pétrole Gaz Electricité Eau Données Consommateurs Capteurs/actionneurs bidirectionnels Logiciel de traitement d information Interfaces Objectifs : Prise en compte des actions des consommateurs et producteurs pour une efficacité maximale. Systèmes plus stables, décentralisés, moins vulnérables aux pannes. 11
Smart Grid Vendée 8 partenaires Coordonnateur Ressources de production et de consommation Agrégation technique Expérimentation électrique Démarrage : 2013 Durée : 5 ans Directeur technique Optimisation du réseau Outils de prévision Outils de conduite Déploiement de compteurs Linky Équipements intelligents pour les bâtiments et pour les transformateurs HTA/BT Gestion de l équilibre et du réseau national Marchés de l énergie Équipements intelligents pour bâtiments et l éclairage public Agrégateur commercial Marchés de l énergie Équipements intelligents Interfaces et communications entre les acteurs et les ressources Budget total : 28 M Dont 9,5 M d aides Enquête sociétale Recherche Formation d ingénieurs 13
Smart Grid Vendée Les ressources du démonstrateur : 40 Commandes d éclairage public 20 Bâtiments publics (~ 130 à terme) 7 Usines de production d eau potable 4 Parcs éoliens 37 Centrales photovoltaïques Expérimentation de véhicules électriques 2 Stations météorologiques «réseau» 5 Postes sources - 82 départs HTA - 2820 Postes HTA BT 14
Smart Grid Vendée Déploiement sur les bâtiments publics : Un déploiement ambitieux sur tout le département Déjà en cours sur 18 communes Objectif : 120 bâtiments publics Recherche de flexibilité sur le chauffage électrique et l eau chaude sanitaire (chauffe eau électrique) Mairies, écoles, EHPAD, collèges, 15
Smart Grid Vendée Déploiement sur les bâtiments publics : Déploiement de matériel électrique «classique» et de serveurs : Pose dans les tableaux Pose en baie de brassage Intelligence locale 16
Smart Grid Vendée Déploiement sur les bâtiments publics : Déploiement de technologie sans fil radio (LoRa) : Interfaces Bâtiment public Capteurs sans fil Bâtiment intelligent Antenne radio Internet Serveurs informatiques 17
Smart Grid Vendée Déploiement sur les bâtiments publics : Aperçu Déploiement de la solution de technologie Actility sans fil radio (LoRa) : Antenne Boitier antenne Capteur T /H «Smartplug» 18
Cas concret d un nouveau raccordement Avant : Poste Source Aujourd hui Raccordement de parc éolien à la P Max Possibilité pour le producteur d injecter sur le réseau 100% de sa P Max même lorsque la consommation est faible Projet parc éolien 19
Cas concret d un nouveau raccordement Après : Poste Source Du calcul probabiliste à l estimation du nombre d heures en contrainte Testé dans SGV Projet parc éolien En échange de quelques heures annuelles de réduction de sa puissance, le producteur bénéficie d un raccordement à coût avantageux 20
Opérer un Mécanisme de Gestion des Contraintes de Distribution P = C RTE Gestionnaire de l équilibre entre l offre/demande et congestions RPT ENEDIS Gestionnaire des contraintes RPD et Acheteur de flexibilités L émergence des ENR raccordées sur le RPD complexifie l équilibre productionconsommation national et la gestion de réseau locale Ce nouveau mécanisme apporte à ENEDIS de la souplesse dans la gestion du réseau et intègre une coordination avec RTE pour apporter une plus-value au système 21 électrique. 21
Quel rôle pour ENEDIS SI industriel : téléconduite Agence de conduite Gestion prévisionnelle Une activité concurrentielle 0 1 ERDF n est pas opérateur d effacement Perspectives sur les flexibilités 2 enjeux majeurs Portail Agrégateur Merit-order Opérateurs de flexibilités Faciliter le fonctionnement des marchés 1 Utiliser des flexibilités pour les besoins du distributeur 2 Gérer en amont des activations qualifier et contrôler les périmètres de flexibilité des sites concernés prévenir l apparition de contraintes Evaluer les effacements Enjeux Des challenges techniques à relever Des cas d usage à trouver Des analyses de flexibilité à approfondir 22
SMILE Le contexte Chantiers «Nouvelle France Industrielle» du Ministère de l économie et de l énergie lancé le 12 septembre 2013 par François Hollande. 1 Plan Réseau Électrique Intelligent Appel à projets (2015) SMILE Une réponse à deux régions et deux pôles : 24
SMILE Un déploiement de réseaux électriques intelligents Des projets réparties dans 5 grandes thématiques : Smart Métropoles Quartiers basse consommation, data et open data, mobilité durable et multimodale, Sensibilisation Plateforme pour les collectivités et citoyens, sensibilisation, maîtrise, animation, Mobilité électrique IRVE et Stations «Smart», interopérabilité, multiservices, massification, diversification, Numérique et objets connectés Capteurs, plateformes, gestion d énergie, interopérabilité, multiservices, cyber sécurité,... Territoires intelligents Pilotage des productions EnR et des consommations, EmR, Stockage, prévision, 25
SMILE Un déploiement de réseaux électriques intelligents Un chantier clef : une plateforme de flexibilités électriques Objectifs : Agréger 1 GW de puissance 600 MW d EnR 400 MW de consommations Gestion du réseau ENERDIS, RTE Plateforme de flexibilités Consommations Bâtiments, usines, Productions Éolien, Stockage, 26
Déploiement à grande échelle : Plan Réseaux Electriques Intelligents de la Nouvelle France Industrielle 4 objectifs Déclencher un effet d entrainement économique pour toutes les parties prenantes et des externalités positives Sur le réseau public de distribution par ERDF Promouvoir le savoir-faire et les solutions Smart Grid françaises sur toute la chaîne de valeur de l électricité Accélérer le déploiement d un socle cohérent de solutions innovantes arrivant à maturité à mi- 2017 sur une aire géographique spécifique Sur les territoires par les collectivités Capitaliser sur les retours d expérience techniques d un déploiement à grande échelle de solutions implémentées selon une approche système 27
Intégrer plus d ENR grâce à la régulation dynamique de la moyenne tension HTA (1/2) L impact des EnR sur la tension Pour maîtriser ces phénomènes, il faut d une part connaître le profil de tension (estimation d état), et d autre part disposer de fonctions de réglage de la tension : Régulation locale Régulation centralisée En présence de production, la tension peut dépasser les valeurs contractuelles 28
Intégrer plus d ENR grâce à la régulation dynamique de la moyenne tension HTA (2/2) Bus Logiciel 1 2 3 Les différentes étapes de la régulation dynamique de la tension HTA Des télémesures de tension et d intensité sont collectées par des capteurs installés en différents points du réseau. Ces télémesures permettent au système d information d évaluer la tension sur l ensemble des départs HTA d un poste source. Si nécessaire, pour conserver la tension dans les limites admises, l outil de supervision élabore la consigne adaptée à transmettre. 1 Capteurs U, I Capteurs U, I Capteurs U, I PRODUCTEUR HTA Remontée de données mesurées Capteurs P, Q, U, I ACR SIT-R SCADA POSTE SOURCE Capteurs P, Q Transformateur PCCN Estimateur d état 2 Régulation de tension 3 4 L outil de supervision envoie la consigne à l automatisme en charge de la régulation de tension du poste source (régleur en charge du transformateur HTB/HTA). 4 Télévaleur de consigne du régleur en charge 29
Optimiser de l implantation des infrastructures de recharge pour véhicule électrique Exemple de l Étude d optimisation de l implantation et Accompagnement multi-raccordement de stations de bornes de recharge pour véhicules électriques Exemple de modélisation cartographique d implantation des bornes sur le réseau Exemple d évaluation des contraintes réseau et coûts associés 30
Le Smart Grid ENEDIS à horizon 2018 se matérialise avec SMILE Smart ACR FAC FAR Gestion prévisionnelle Smart Maintenance Drones LIDAR Maintenance prédictive Géoréférencement Rattachement clients Cohérence des données Smart Poste Source FAR Monitoring CC numérique (PCCN/ Mini PCCN) Poste du futur Nlles sol. Télécoms Cybersécurité Smart Poste HTA/BT Fiabilisation Carto et bases de données Monitoring ORA HTA Q=f(U) HTA Autres solutions Solutions innovantes de raccordement Supervision incidents BT Qualité de fourniture Smart Supervision BT Outils d études Smart Calculs développement réseau Criblage de raccordement Modélisation de la charge 31
ENEDIS, acteur de la transition énergétique apporte des réponses concrètes aux besoins Pour les producteurs : Solutions de raccordement innovantes et plus adaptées Meilleure coordination des planifications de travaux Pour les consommateurs : Information sur les consommations et contributions à la MDE Meilleure réactivité à travers des interventions à distances Traitement amélioré des réclamations Pour les collectivités territoriales : Cartographie et agrégats de données pertinents Etudes exploratoires d impact Déploiement optimisé des IRVE Appui à la valorisation du potentiel énergétique Pour les entreprises : Qualité de fourniture élevée Visibilité sur les consommations Pour les start-up et acteurs du digital: Mise à disposition de données en «open data» Opportunités en aval du compteur communiquant 32
Projet SMILE Recouvrant les quatre départements d Ille et Vilaine, du Morbihan, de la Loire Atlantique et de la Vendée (les consommations électriques de base y croissent trois fois plus vite que la moyenne nationale). 4 départements concentrent le déploiement de SMILE : Vendée, Loire-Atlantique, Morbihan et Ile-et-Vilaine 33
Système électrique français et Smart Grid Vendée Focus sur le réseau vendéen et le projet SMILE Régis Le Drézen Yann Dandeville