Le système de télé conduite du réseau de distribution électricité moyen tension de la Société de Distribution D Alger (SDA) Depuis plus d une décennie, SDA poursuit sa politique constante de modernisation et d automatisation de l exploitation de son réseau de distribution moyen tension. Les principaux objectifs étant d atteindre une qualité de service compatible avec les normes et exigences actuelles et une exploitation des réseaux moins contraignante et plus sûre. En 2003, la Société de Distribution de l électricité et du gaz d Alger SDA, a mis en service un nouveau système de télé conduite des réseaux électriques de distribution. Ce système a apporté des atouts incontestables à l exploitation de ces réseaux, notamment : une rapidité d intervention grâce à l automatisation des réseaux ; une vision globale des différents ouvrages de réseaux ; la visibilité directe des indisponibilités et contraintes liées à l exploitation. Une deuxième phase a été finalisée en 2008, en augmentant le nombre de poste HTA/BT, IAT et IAT-CT. 1. Introduction La SDA a en charge la responsabilité des réseaux de distribution d Alger et les deux Wilaya limitrophes Boumerdes et Tipaza. Elle est engagée depuis quelques années dans le renouvellement des systèmes de conduite de ces réseaux. La première phase de ce renouvellement a été achevée en Mai 2003. En 2008, la deuxième phase a été achevée, en multiplier par trois, les ouvrages électriques télécommandés de la SDA. L objectif principal du BCC (Bureau Central de Conduite) est de réduire les durées des d incidents, d isoler le défaut et de réalimenter les parties saines en temps réel. interruptions lors BCC d Alger 2003-
2. Structure et exploitation du réseau de distribution de la SDA Le réseau de distribution de la SDA comprend près de 50 Postes HTB/HTA et HTA/HTA, chaque arrivée, départ ou couplage est équipé d une protection numérique. (Le réseau HTA de la SDA est numérique à 100%). Dans les zones rurales et semi rurales, les réseaux MT, essentiellement aériens, sont à structure arborescente. Des automates de réseaux sont installés afin de scinder ou d isoler des tronçons de réseaux en défauts et d assurer le bouclage éventuel avec les réseaux limitrophes. La valeur normalisée pour la tension est 30 kv. Tous ces réseaux sont alimentés à partir du transport par des postes sources HT/MT, généralement, 60kV/MT. Le système de télé conduite des réseaux MT de la SDA est structuré autour de trois centres de conduite : Un centre de conduite principal (CCP) situé au centre d Alger et deux centres de conduite secondaires (CCS) situés à l ouest et à l est d Alger (Tipaza et Boumerdes). Le système de télé conduite est basé sur un mode de fonctionnement partiellement décentralisé : Le Centre de Conduite Principal est chargé de recevoir et traiter les informations des Stations Terminales des réseaux urbains, exploités par quatre directions régionales. Au besoin, le CCP peut conduire les réseaux des CCS Est et Ouest. Les Centres de Conduite Secondaires sont chargés de recevoir et traiter les informations des Stations Terminales des réseaux ruraux et semi ruraux des Directions régionales de Tipaza et Boumerdes. A partir du centre de conduite principal en peut gérer tous le réseau moyen tension de la SDA (La problématique de la notion d architecture centralisée ou décentralisée ne se pose pas) CCP : Centre de conduite principal Alger- Est : Centre de conduite secondaire Boumerdes Ouest : Centre de conduite secondaire ouest Tipaza Chaque poste opérateur est équipé de trois écrans 21 pouces, il existe neuf (9) modes (mode 0, les trois écrans sur le réseau d Alger, le mode 1, deux écrans sur le réseau d Alger et un écran sur le réseau de boumerdes, etc. )
3. Architecture du système de télé conduite de la SDA. L architecture générale de chaque centre de conduite est basée sur le principe Client/serveur et une technologie de 64 bits, permettant de greffer d autres équipements et applications. Au niveau de chaque centre de conduite, deux serveurs sont nécessaires pour l exploitation du réseau (un principal et un secours en hot stand-by). Tous les serveurs sont reliés entre eux, dans un même site, en réseau local LAN dédoublé et en réseau à caractère SDA (WAN). Le frontal de communication est un équipement dédoublé, basé sur un PC industriel, destiné à assurer les échanges d informations entre tous types de postes asservis et les centres de conduite. L auto surveillance est assurée par un «chien de garde» (Watch dog) basé sur un PC industriel qui s informe en permanence de l état des composants du système (les processeurs, les équipements de communication, les différents postes asservis, l alimentation électrique de secours). Chacun de ces composants est identifié dans la base de données. Leurs états correspondants sont acquis (cartes d entrées / sorties sur PC) et mis à jours régulièrement. Ces états sont dynamiques dans le synoptique représentant l architecture matérielle du système.
Architecture logicielle : L architecture logicielle du système comprend les éléments suivants : Le système d exploitation : Le système d exploitation (True64 UNIX) rempli les conditions nécessaires pour l exploitation d un système SCADA en temps réel, c'est-à-dire multi taches, ouvert et qui a l avantage de se dégager d un constructeur particulier et d assurer une certaine portabilité d un matériel à l autre. Le SCADA/DMS : C est un ensemble complet de fonctions d aide à la conduite et à l exploitation des réseaux de distribution d électricité dont l objectif principal est de réduire les durées des interruptions lors d incidents et de proposer à l opérateur des reconfigurations du réseau permettant une exploitation optimale des équipements. Le SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) Les fonctions principales du SCADA se résument en : Acquisition et Contrôle des Données à Distance, Validation / Invalidation des informations, Traitement et Surveillance, Traitements des signalisations et des Compteurs, Gestion des éditions, Gestion des alarmes Archivages et restitutions, Télécommande, Rapports et statistiques. Le DMS(Distribution Management System) Les fonctions principales du DMS sont : Le choix entre environnements «études» et «exploitation» indépendants ; La coloration dynamique du réseau et traces ; La gestion des scénarios ; La recherche de schémas optimisés ; Analyse de réseaux : calcul du transit de charges (Power flow) et calcul de court-circuit) ; Management du réseau : modélisation et prévision de charges, optimisation du réseau (contrôles de tension et puissance réactive, minimisation de Pertes) ; Information statistique La base de données : Le logiciel de base de données (Ingres) a pour rôle la mise à jour des informations, intéressant de près la conduite du réseau électrique de la distribution. L organisation des données répond à un souci de normalisation en liaison avec les logiciels de gestion de base de données, pour éviter toute rupture des chaînes de traitement. Le réseau de télécommunication Le réseau de télécommunication permet l échange d informations entre les différents sites et équipements du système, à savoir : Entre les frontaux du Centre de Conduite Principal (ALGER) et des Centres de Conduite Secondaires (BOUMERDES et TIPAZA) via de deux liaisons bidirectionnelles point à point FHN et un support doublé en fibres optiques.
Entre les Centres de Conduite et chaque poste asservi des différents postes HT/MT et MT/MT via un réseau WLL (voie de transmission principale)doublé par des Lignes Spécialisées.
Entre les Centres de Conduite et chaque poste asservis des différents postes MT/BT et automates pour réseaux aériens (IAT / IAT-CT) via un réseau UHF données.
Entre les Centres de Conduite et les équipes de maintenance via le réseau UHF phonie. Entre les Centres de Conduite et les postes HT/MT et MT/MT, organisé autour d un PABX et un réseau WLL phonie. 4. Caractéristiques fonctionnelles Les fonctions disponibles, dans le système de conduite en exploitation, sont décrites, ci-après : La conduite du réseau : Les fonctions de conduites sont celles qui permettent de commander et superviser le réseau de distribution. Les fonctions de conduite sont sous la supervision des opérateurs (dispacheurs). La commande des réseaux peut se faire : Par les automatismes locaux : Protections ou automatismes de reprise de service (Réenclencheurs, Interrupteurs Aérien automatiques IACT,..) Par télécommande : Cette fonction est sous le contrôle des opérateurs des centres de conduites (CCP et CCS Par commande locale: par les équipes d intervention, directement sur site. La surveillance des réseaux Elle consiste en la surveillance de : L état des postes : Contrôle de la topologie des postes (représentation synoptique du poste) La disponibilité : des équipements de puissance et de contrôle commande. La supervision de l état du réseau : topologie, connexions et état de charge du réseau. Elle s appuie sur : Les représentations schématiques du réseau. Le coloriage dynamique Essentielle pour la conduite, cette fonction met à jour la topologie du réseau. (Automatiquement pour les ouvrages télé signalés et manuellement, par l opérateur, pour les ouvrages non télé signalés) Les représentations schématiques doivent être, pour des raisons de sécurité, à la disposition aussi bien des opérateurs des centres de conduite que des équipes d interventions afin de permettre les échanges d informations sans ambiguïté. Supervision des manœuvres : supervisons des télécommandes, des équipes de dépannage, etc. Supervision des alarmes : les différentes alarmes disponibles signalent tout changement d état, dépassement de seuils (Diagnostic de surcharge, sous ou sur tension, synthèses d évènements...etc.) Les évènements sont classés selon leurs gravités et degré d urgence. La gestion des incidents Cette fonction a pour objet d identifier les perturbations du système, d exécuter les manœuvres nécessaires au rétablissement du service et de fournir aux clients les informations requises (durée, cause). Le déroulement des opérations s effectue, généralement, de la manière suivante : Diagnostic d apparition des incidents : s appuie sur les informations transmises par les détecteurs de défauts placés le long du départ MT. Localisation précise des défauts : exécution desséquences de manœuvre sur les ouvrages télécommandés (les plus proches du défaut) puis par les manœuvriers, sur site, afin affiner la localisation. Isolement du défaut et reprise du service : Tronçonnement, reprise par les départs secours disponibles et renvoi de la tension. Gestion des équipes d intervention : ces équipes, dotées de terminaux, reçoivent les manœuvres à exécuter, les fiches de manœuvres à réaliser et les plans ou cartes requis pour l intervention. Information des clients: communication des informations sur l interruption à partir de la topologie du réseau. Ces informations concernent les clients touchés et l estimation de la durée de la coupure en fonction des manœuvres à exécuter.
Les statistiques d exploitation Les fonctions statistiques et archivage permettent de stocker les données en temps réel, et d effectuer des analyses à posteriori de l efficacité et la fiabilité du système. Les données concernent les : informations pour la maintenance informations pour la gestion prévisionnelle informations pour la gestion des commandes La gestion et optimisation prévisionnelle Cet ensemble de fonctions permet de définir les schémas d exploitation, de préparer et optimiser les manœuvres nécessaires aux interventions sur le système La simulation de la conduite réseau Elle fournit un support pour déterminer la meilleure séquence de manœuvres et optimiser la topologie du réseau : Calcul des charges Simulation des manœuvres Simulation d incidents La préparation des interventions Fournit les moyens de gestion des interventions (consigne d exploitation à suivre, organes à manœuvrer, équipes à envoyer sur le terrain et clients à informer). Aide à réunir les données nécessaires et les fournir sous les différentes formes requises (fiche de manœuvres) La gestion des données Ce n est pas une fonction en elle-même. Toutes les autres fonctions font appel à la gestion des données échangées et partagées. Les données sont de deux types : Les données statiques, telles que : Caractéristiques des ouvrages (puissance et commande) Adresses des canaux de télécommunications pour la télécommande et l acquisition des données dynamiques ; Représentations schématiques des réseaux. Les données dynamiques, telles que : Télémesures Télésignalisations Données acquises par l exploitation (état des organes non télé signalés, rapport d incidents, coupures programmées, etc.)
5. Dimension du système : Nombre de TM, ). points (télé information Nombre de centre de conduite. Couverture géographique. Longueur du réseau MT télé conduit. Nombre de poste HT/MT télé conduits Nombre de postes MT/MT Nombre de postes MT/BT (taux par rapport au total). Nombre d OCR (IAT, IATCT ). Dimension du système Chaque système est dimensionné pour 300 000 points ; Centre de Conduite Principal = 300 000 points, Centre de Conduite Secondaire Ouest = 300 000 points, Centre de Conduite Secondaire Est = 300 000 points. Un Centre de Conduite Principal (Grand Alger), Un Centre de Conduite Secondaire Ouest (Tipaza), Un Centre de Conduite Secondaire Est (Boumerdes) CCP : DD de Bologhine, DD de Gue de Coinstantine,DD de Belouizdad et DD d El Harrach CCS Ouest : DD de Tipaza CCS Est : DD de Boumerdes SDA = 7078,991 km DD de Bologhine = 1204,824 km, DD de Belouizdad = 610,794 km, DD d El Harrach = 1312,143 km, DD de Tipaza =1590,203, DD de Gue de Constantine = 859,420 km, DD de Boumerdes = 1501,607 km SDA : 29 postes HTB/HTA CCP : 21 postes HTB/HTA, CCS_Est : 4 postes HTB/HTA, CCS_Ouest : 4 postes HTB/HTA. SDA : 21 postes HTA/HTA CCP : 10 postes HTA/HTA, CCS_Est : 3 postes HTA/HTA, CCS_Ouest : 8 postes HTA/HTA. SDA : 748 postes HTA/BT CCP : 630 postes HTA/BT, CCS_Est : 75 postes HTA/BT, CCS_Ouest : 43 postes HTA/BT. Total postes HTA/BT = 12097 soit : DP = 6215 Mixte = 574 LIV = 5308 Soit un taux de : 12% par rapport aux DP, 6,2 % par rapport au total (DP+Mixte+Liv). SDA : 415 IAT/IAT-CT CCP : 164 IAT/IAT-CT CCS_Est : 148 IAT/IAT-CT, CCS_Ouest :103 IAT/IAT-CT 6. Conclusion Le système de télé conduite décrit, plus haut, représente une solution rentable pour la conduite et l exploitation des réseaux de distribution. C est la conséquence directe de la réduction du temps d alerte (connaissance de l incident) et le temps de localisation des défauts. Cette évolution se traduit également par une diminution équivalente de l énergie non distribuée (END). Par ailleurs, l optimisation de l exploitation des réseaux permet une réduction des pertes et l augmentation de la durée de vie des investissements.