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Référence

Orchestration de la production d'énergie distribuée

Qui tient réellement la baguette lorsqu'il s'agit de diriger « l'orchestre » des énergies renouvelables? Les politiciens aiment se considérer comme les « chefs d'orchestre » du changement climatique. Mais la musique se joue ailleurs : dans les réseaux de distribution. Et ceux-ci seront bientôt mis à rude épreuve par des injections de plus en plus distribuées et très volatiles. Dans ce scénario, c'est aux gestionnaires de réseaux de distribution eux-mêmes qu'il revient de diriger la transition énergétique. Comment cela est-il possible de manière techniquement efficace et économique? Vous le découvrirez dans cet article.

Selon l'Agence fédérale allemande des réseaux, les mesures de stabilisation du réseau ont coûté un montant record de 1,4 milliard d'euros en 2017. Cependant, la stabilité du réseau reste menacée, notamment en raison de l'essor de la mobilité électrique. Bien que des technologies telles que les systèmes de stockage par batterie, le couplage sectoriel et les centrales électriques virtuelles contribuent à rendre l'énergie solaire, éolienne et hydraulique utilisable, les gestionnaires de réseau ont besoin de données pour naviguer sur les réseaux. C'est le seul moyen pour eux d'identifier et d'exploiter l'état et le potentiel de leurs réseaux. Martin Breitenbach, de NGN Netzgesellschaft Niederrhein, résume la situation en quelques mots : « Nous devons d'abord obtenir plus de renseignements sur notre réseau afin de pouvoir prendre de meilleures décisions. »

Comment les opérateurs de réseaux distribués dirigent eux-mêmes la transition énergétique.

Si le réseau est un orchestre, les données sont la partition

Il est essentiel de remplacer les estimations par des connaissances réelles. Cela permet de mieux aligner les probabilités sur la réalité et de faire des prévisions réalistes. La gestion de la production et de la charge ne peut être efficace et économique que si elle est alignée sur la réalité. Une telle gestion fournit une base solide pour une hiérarchisation judicieuse de l'extension et de la planification du réseau, qui soient à la fois anticipées et rentables, en particulier en ce qui concerne la stabilité du réseau. Toutefois, cela nécessite d'abord une transparence sur l'état du réseau. Pour rester dans la métaphore orchestrale, les données sont la partition dont le chef d'orchestre du réseau a besoin pour « diriger » l'orchestre de la production d'énergie distribuée.

4 milliards d'euros
Le coût total annuel des interventions de stabilisation du réseau à l'échelle nationale pourrait atteindre ce chiffre après la fermeture des dernières centrales nucléaires en 2022. (Source : Federal Network Agency)
1 043 300 milles (1 679 000 km)
Il s'agit de la longueur totale du circuit électrique des réseaux de distribution en Allemagne, qui est géré par 883 gestionnaires de réseaux de distribution. (Source : dena)
Jour de l'An 2018
Le 1er janvier 2018, à 6 heures du matin, l'Allemagne a été alimentée pour la première fois exclusivement par des énergies propres – en termes purement numériques, bien sûr. (Source : Federal Network Agency, SMARD Platform)

Le besoin de coordination s'accroît

Mais comment établir et développer une base de données aussi utile? Les données les plus importantes sont générées là où l'électricité est produite, c'est-à-dire dans le réseau basse tension. Elles sont déjà utilisées pour contrôler les stations locales directes du réseau. Cela devient intéressant lorsque ces stations locales regroupent toutes les données, les traitent de manière intelligente et automatique, puis les transmettent au niveau supérieur, c'est-à-dire au réseau moyenne tension, afin qu'elles puissent être utilisées pour contrôler ce dernier. Cela élargit le champ d'action aux réseaux, mais pas seulement : cela augmente également l'étendue des éléments pouvant être contrôlés. C'est pourquoi on parle également de contrôle à large portée. Et ce scénario va continuer à gagner en importance. Comme l'indique le groupe de réflexion Agora Energiewende GmbH dans son document de discussion en douze points : « L'avenir sera caractérisé par des connexions plus étroites et une demande accrue de coordination entre les niveaux de tension, et donc également entre les réseaux de transport et de distribution. » Pour y parvenir, les exigences en matière de communication et les interfaces entre les gestionnaires de réseaux de transport et de distribution, ainsi que les priorités en matière de contrôle et de régulation, doivent être clairement définies.

Rester compétitif

Pour stabiliser et pérenniser l'infrastructure réseau existante tout en la maintenant compétitive, chaque opérateur réseau devra disposer d'une base de communication étendue et fondée sur les données. Les nouvelles technologies qui réduisent la charge réseau permettent d'obtenir une transparence totale du réseau, ce qui facilite la planification préventive et identifie précisément les actions les plus urgentes. Après tout, la transition énergétique ne concerne pas seulement l'atténuation du changement climatique, mais aussi la compétitivité internationale de la production d'électricité, explique Patrick Graichen, directeur d'Agora Energiewende. Mais cela n'est possible que si le réseau « chante juste ». Il est temps de prendre vous-même la baguette du chef d'orchestre.

Texte : Linda Bögelein | WAGO

Photo : Getty Images et Pixabay

70 000 bornes de recharge
Pour 2020, l'Association fédérale allemande de l'énergie et de la gestion de l'eau (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft – BDEW) et la Plateforme nationale allemande pour la mobilité électrique (Nationale Plattform Eletromobilität – NPE) ont estimé les besoins à environ 70 000 bornes de recharge accessibles au public et environ 7 100 bornes de recharge rapide. (Source : BDEW)
610 millions d'euros
Les demandes de remboursement des exploitants d'installations pour l'énergie propre non produite pour des raisons de sécurité du réseau s'élevaient à environ 610 millions d'euros en 2017. Les consommateurs ont payé environ 237 millions d'euros de plus pour l'énergie propre non produite qu'en 2016. (Source : Federal Network Agency)
36 %
Les énergies renouvelables dans le secteur de l'électricité couvrent désormais 36 % de la consommation et sont en passe de battre de nouveaux records. En 2017, l'énergie éolienne a dépassé pour la première fois le charbon et le nucléaire (qui ont tous deux atteint leur niveau le plus bas depuis 1990) dans le mix électrique. (Source : Agora Energiewende)

Contexte de l'instabilité du réseau

Dans le nouveau système énergétique, la grande majorité des systèmes de production décentralisée sont directement connectés au réseau de distribution. Une grande partie des nouvelles charges, telles que les véhicules électriques, les pompes à chaleur et autres charges flexibles, sont également alimentées par le réseau de distribution. Par conséquent, contrairement au système conventionnel, l'électricité ne circule plus simplement « de haut en bas », du réseau de transport vers le réseau de distribution. Il existe désormais une « circulation à double sens », sous la forme d'une alimentation en retour du réseau de distribution vers le réseau de transport. Ce phénomène se produit notamment lorsque la quantité d'électricité produite dans le réseau de distribution ne peut plus être absorbée par les charges sur site. Grâce à ces flux de retour, les villes sont également alimentées par des installations d'énergie renouvelable situées dans les environs, par exemple.

En cas de congestion du réseau de transport, il est souvent nécessaire de contrôler les systèmes du réseau de distribution (générateurs et charges flexibles) afin d'éliminer ces congestions. En outre, les nouveaux types de charges, en particulier les véhicules électriques, peuvent poser de nouveaux défis pour l'exploitation du réseau de distribution si un grand nombre d'entre eux consomment de l'électricité en même temps. Lorsque les gestionnaires de réseaux de transport et de distribution interviennent, il est toujours nécessaire de tenir compte des répercussions sur les autres niveaux du réseau, supérieurs ou inférieurs. (Source : Agora Energiewende GmbH)

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