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18 november 2014 | La Revue POLYTECHNIQUE 09/2014 | Électrotechnique

Un réseau électrique basse tension intelligent

L’augmentation croissante des énergies renouvelables (photovoltaïque, petite hydraulique, éolien) est en train de créer une multitude de points de raccordement au réseau électrique de distribution basse tension, ce qui aboutit à une production décentralisée. Cette nouvelle tendance, bien que positive, comporte aussi ses limites.

Le consommateur final, devenu à la fois producteur et utilisateur d’électricité, provoque l’apparition d’un flux d’énergie bidirectionnel qui emprunte une infrastructure qui n’a été ni conçue, ni dimensionnée, à l’origine, pour l’accueillir. L’injection non contrôlée d’énergies renouvelables dans le réseau électrique est donc un facteur d’instabilité.
Ce phénomène a déjà poussé l’Allemagne et l’Italie à prendre des dispositions légales autorisant les gestionnaires du réseau de distribution (GRD) à contrôler activement les sources d’énergie distribuées (DER). En Suisse, l’Association des entreprises électriques suisses (AES) et les principaux GRD sont actuellement en cours de rédaction du document RR/IPE (Recommandation sur le raccordement des installations de production d’énergie du MMEE - CH).
Les GRD, responsables de l’infrastructure basse tension, ont le devoir d’assurer un approvisionnement sûr, efficace et fiable. Une solution pour prendre en charge la croissance des DER est donc indispensable. A l’heure actuelle, en Suisse, hormis quelques projets pilotes encore en développement, aucun système n’est déployé sur le terrain.
 
La solution globale GridEye.
 
Une solution pour agréger des fonctions d’analyse, de mesure et d’action
Pour répondre à cette problématique, DEPsys Sàrl, basée au Swiss Technopole d’Yverdon-les-Bains, a développé la solution GridEye. Grâce à cette nouvelle technologie (source de nombreux prix d’innovation), DEPsys est en mesure d’offrir aux GRD un accès privilégié aux informations du réseau électrique basse tension, leur permettant ainsi de les utiliser à des fins de contrôle et de gestion. Il s’agit d’une solution modulaire et évolutive comportant des capteurs et des actionneurs intelligents répartis sur le réseau, capables de mesurer, calculer, communiquer et transmettre les informations en provenance du terrain. L’accès aux informations est proposé par une infrastructure IT dédiée.
GridEye a été conçu dans un but bien précis: agréger des fonctions d’analyse, de mesure et d’action; trois opérations qui sont à la base de la création des réseaux électriques intelligents de demain.
Pour l’établissement de cette solution multifonctionnelle et afin de garantir l’évolutivité du système, une seule et unique architecture matérielle a été conçue. Cette nouvelle plate-forme peut être aisément paramétrée et/ou mise à jour à distance. A l’heure actuelle, trois logiciels ont été développés et ont abouti à la création des modules m2-Grid (mesure), a2-Grid (action) et i2-Grid (intégration).
 
Le module m2-Grid installé dans une armoire de distribution.
 
Un système multi-agents
Dans la course actuelle au SmartGrid, la modularité, l’évolutivité et la fonctionnalité Plug & Play d’un système sont trois points fondamentaux pour les GRD. Une possibilité élégante de répondre à ces trois critères consiste à utiliser une stratégie basée sur une approche multi-agents (MAS).
L’idée consiste à mettre en œuvre un agent (entité logicielle autonome interagissant avec son environnement) dans chaque module de la solution GridEye. Il s’agira de faire interagir les agents de mesure (m2-Grid), les agents d’action (a2-Grid) et les agents d’intégration (i2-Grid) afin de prendre les bonnes décisions, au bon moment et de manière efficiente.
Cette approche permet au système GridEye d’évoluer et de s’étendre en y ajoutant d’autres fonctionnalités, telles que des agents chauffage, des agents moteurs, des agents transfo, etc. L’évolutivité est ainsi garantie.
Chaque agent présente des caractéristiques qui lui sont propres et qui sont strictement liées à la source qu’il représente. Il est porteur d’informations telles que la position de la source (l’emplacement d’un panneau solaire, par exemple), son degré d’action, la puissance disponible, sa vision future, sa capacité d’influence, etc.
Il est aussi important de pouvoir permettre à un agent d’apprendre, car c’est là une des forces qu’un MAS peut apporter. L’apprentissage des agents paraît pertinent, dans le contexte énergétique (où les productions et les charges sont peu prévisibles), pour améliorer leurs performances lorsqu’ils doivent réaliser une tâche donnée.
 
Image schématique: représentation 3D des modules GridEye et de l’interface de visualisation dans le contexte «énergie renouvelable».

 

Les projets de validation et de recherche
Cette technologie a un avenir d’autant plus prometteur, puisque DEPsys s’est lancé dans de nouveaux projets de validation avec des acteurs clés de la distribution électrique, tels que Romande Energie et le Service des Energies d’Yverdon-les-Bains. L’objectif de ce projet consiste à intégrer et tester la compatibilité de la solution GridEye V2.0 avec l’environnement opérationnel de l’exploitation des réseaux de distribution basse tension. Ces tests permettront d’adapter et d’améliorer les performances des modules sur le terrain.
Parallèlement, DEPsys a reçu le soutien de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) pour étudier et développer les algorithmes de contrôle à mettre en œuvre dans la solution GridEye. Appelé SMILE (The theoretical and application Study on a Metering and Intelligent tool for Low Voltage grid control Enhancement), ce projet est réalisé avec le soutien et la participation de l’EPFL, de la HEIG-VD et de Romande Energie.
 
DEPsys Sàrl
1400 Yverdon-les-Bains
Tél.: 024 445 58 49
www.depsys.ch