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Technologies et innovations

Structure d’un Smart grid

Le système électrique connaît de profondes mutations : augmentation de la consommation d’électricité due aux nouveaux usages, multiplication des producteurs raccordés aux réseaux en raison de la libéralisation du marché de l’électricité, intégration des énergies de sources renouvelables intermittentes due aux nouveaux objectifs en matière d’émission de gaz à effet de serre. Dans le même temps, le système électrique doit continuer de répondre aux exigences de qualité de l’alimentation et de service, d’équilibre offre-demande et de sûreté du système électrique.

Afin de répondre à ces exigences, le système électrique doit donc être adapté à tous les niveaux de son architecture :

  • le niveau physique pour acheminer et orienter l’énergie (réseaux de transport et de distribution) ;
  • le niveau pour communiquer et collecter les données (communication) ;
  • le niveau des applications et des services (informatique).

Le déploiement des technologies de Smart grids sur ces trois niveaux modernisera le réseau en réponse aux mutations en cours tout en répondant aux exigences de sûreté, de qualité et de stabilité.
Les nombreux domaines d’application des technologies de Smart grids couvrent la totalité du système électrique, depuis la production en passant par le transport, et la distribution jusqu’aux différents types d’utilisateurs.


Les technologies de Smart grids

Les technologies de l’électronique de puissance, de détection et de mesures, de communication, de contrôle avancé et les interfaces évoluées d’aide à la décision permettront de mieux optimiser le fonctionnement du système électrique.

Certaines de ces technologies sont en cours de perfectionnement (supraconductivité, tolérance des défauts, stockage, conducteurs composites et appareils plus intelligents), tandis que d’autres sont considérées comme matures, à la fois dans leur développement et dans leur mise en œuvre, et sont déjà en cours de déploiement. Enfin, d’autres sont encore au stade de la recherche ou des démonstrateurs (RD&D - électronique de puissance, communication et informatique). Néanmoins, la large diffusion de ces technologies se heurte encore à la constitution de modèles d’affaires rentables.

Le système électrique sera complètement optimisé dans la mesure où l’ensemble des domaines décrits sur le schéma auront déployé ces nouvelles technologies. Cependant, ces technologies n’ont pas besoin d’être déployées dans l’ensemble des domaines pour accroître l’intelligence du système.

La difficulté réside dans le fait de conserver voire d’améliorer la fiabilité et la sécurité du réseau électrique actuel tout en introduisant l’ensemble de ces technologies.

Pour en savoir plus :

Technology Roadmaps - Smart Grids, Agence internationale de l’énergie

La détection et la mesure

Ces technologies permettent d’évaluer l’état du réseau, les flux et les congestions, la stabilité du réseau et du système, de surveiller l’état des équipements, de lutter contre les fraudes (capteurs).

La planification stratégique des réseaux optimisée par la modélisation de systèmes complexes

Les réseaux d’électricité sont des infrastructures essentielles, mais aussi critiques. Les gestionnaires de réseaux ont à leur charge d’investir et de maintenir ces infrastructures afin d’en assurer la disponibilité. La planification stratégique de ces activités nécessite une modélisation des différents systèmes qui constituent les réseaux. L’application MONA, développée dans le cadre d’un partenariat entre The CoSMo Company et RTE, a pour objectif d’optimiser cette planification stratégique d’un réseau de transport d’électricité.

La communication

Les technologies de la communication intégrées permettent le contrôle en temps réel, l’échange de données et d’informations afin d’optimiser la fiabilité du système, la sécurité et l’utilisation des infrastructures.

Les interfaces évoluées et l’aide à la décision

Ce sont des systèmes d’information qui permettent de disposer d’outils pour travailler efficacement sur un réseau avec un nombre croissant de variables et ainsi de réduire la complexité de gestion du système. Les technologies incluent les techniques de visualisation qui synthétisent de grosses quantités de données dans des formats visuels facilement compréhensibles, des systèmes logiciels qui fournissent de multiples options quand des actions de l’opérateur-système sont requises, et des simulateurs pour des entraînements opérationnels et des analyses de cas.

L’électronique de puissance

Ces technologies permettent de changer la forme de l’électricité et sont essentielles pour raccorder les liaisons à courant continu, gérer les flux d’énergie des réseaux maillés, les plans de tension et la qualité de l’onde (FACTS, DLR, supraconducteurs et HVDC).

Les systèmes d’information géographiques

Les systèmes d'information géographique sont des systèmes d'information permettant de créer, d'organiser et de présenter des données géoréférencées, ainsi que de produire des plans et des cartes. Ils aideront les gestionnaires de réseau à améliorer la gestion des renforcements de réseau et à mieux opérer les réseaux existants.

Le contrôle avancé

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L’infrastructure de recharge du véhicule électrique

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Les gestionnaires d’énergie

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Le stockage

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