VENTEEA

Contenu mis à jour le 03/12/2020

Voir l’Energie Naturelle Transformer l’Exploitation de l’Electricité dans l’Aube

  • Thème(s) : Flexibilité EnR
  • Localisation : Grand Est
  • Avancement : Clos

VENTEEA était un projet de démonstrateur Smart grids initié par Enedis et qui visait à tester les apports des nouvelles technologies dans la détection en temps réel de phénomènes électrotechniques sur les réseaux et leur traitement au niveau du poste source. Il a ainsi préparé les réseaux électriques du futur en testant des matériels et des outils de pilotage innovants pour les réseaux de moyenne tension en milieu rural et en présence d’énergie éolienne.

Objectifs du démonstrateur

Régulation dynamique de la tension en fonction de la production décentralisée, prévision et pilotabilité de la production éolienne, développement de nouveaux équipements, etc. : les solutions innovantes développées dans VENTEEA ont contribué à accroître l’observabilité et le pilotage des réseaux de distribution et des moyens de production qui y sont insérés. Elles permettront également de mieux contrôler la puissance réactive ou encore de détecter et de localiser plus rapidement les défauts. Des moyens de stockage pourraient être déployés au niveau des sites de production décentralisés afin de participer à la stabilisation du réseau et, in fine, d’augmenter sa capacité d’accueil.

Crédit photo : Enedis

Conditions de mise en œuvre

Implanté dans le département de l’Aube et prévu initialement pour une durée de 3 ans à compter de juin 2012, le projet VENTEEA a été retenu par l’ADEME dans le cadre d’un appel à manifestation d’intérêt du programme « Réseaux électriques intelligents » des Investissements d’Avenir. Le projet a été clôturé mi 2016.

 
Les partenaires industriels de VENTEEA ont été au nombre de dix :

  • Enedis a assuré la coordination du projet qui a été testé sur le réseau public de distribution d’électricité. 
  • General Electric a fourni l’architecture informatique de la modélisation du réseau. 
  • Schneider Electric a apporté les solutions de management du réseau HTA et les appareillages associés. 
  • EDF R&D a apporté l’expertise sur les différents domaines du projet 
  • ENEL Green Power France (devenu Boralex) a mis à disposition un parc de production éolien pour tester la pilotabilité. 
  • SAFT a quant à elle fourni des solutions de stockage d’énergie 
  • RTE a contribué étroitement à la sécurisation de l’alimentation via les postes sources. 
  • MADE a proposé des solutions de détections et de mesures physiques. 
  • Ces industriels ont fait appel aux compétences de partenaires scientifiques de premier rang, l’Université de Technologie de Troyes et le Laboratoire d’électrotechnique et d’électronique de puissance (L2EP) de Lille.

Le budget total du projet s’est élevé à 23,8 M€, dont 11,6 M€ ont été financés par Enedis. Il a reçu le soutien financier de l'ADEME dans le cadre des Investissements d'Avenir.

Zone d’expérimentation

Le poste source de Vendeuvre (ci-contre, Crédit photo Enedis), site du projet VENTEEA, est caractérisé par :

  • un transformateur 63/20 kV de 20 MVA,
  • 130 postes 20 kV/400 V de distribution publique,
  • 3.000 clients répartis sur 6 départs 20 kV,
  • un site éolien existant de 6 MW sur départ mixte,
  • un site éolien existant de 12 MW sur départ dédié.

Face à la démultiplication de ces sources de production locales intermittentes, le réseau public de distribution doit évoluer afin de fonctionner de manière plus dynamique tout en assurant un niveau de tension en tout point du réseau, condition essentielle à une énergie de qualité pour les consommateurs finaux.

L’Aube est l’un des départements français disposant de la plus grande part de production à partir d’éoliennes. C’est pourquoi cette zone d’expérimentation située à l’Est de Troyes a été choisie. L’objectif du démonstrateur était ainsi de pouvoir tester des solutions innovantes pour faciliter l’intégration des énergies renouvelables dans une zone rurale du département, disposant de fortes capacités de production raccordées sur le réseau public de distribution.

La brique française du projet européen iGreenGrid

VENTEEA a été la vitrine française du projet européen IGREENGRID (IntegratinG Renewables in the EuropEaN Electricity Grid), financé par la Commission européenne dans le cadre du septième programme-cadre de recherche et de développement technologique de l’Union européenne (FP7). Associant plusieurs gestionnaires de réseau européens et des centres de recherche et décliné sur 6 projets de démonstrateurs en Europe, IGREENGRID a permis d’étudier les défis techniques, économiques et réglementaires liés à l’intégration de sources de production décentralisée sur les réseaux moyenne et basse tension.

Les principaux dispositifs techniques expérimentés

Les solutions suivantes ont été expérimentées dans le cadre du démonstrateur :

  • une solution de régulation locale de tension pour les producteurs HTA, permettant d’optimiser le raccordement de producteurs HTA sur le réseau public de distribution en évitant les tensions hautes au niveau du site de production ; 
  • un dispositif d’échanges d’information d’exploitation (DEIE) à liaison permanente, fonctionnant en xG en termes de technologie télécom, permettant de rendre bidirectionnelle la communication entre les producteurs et Enedis ;
  • une première génération de postes HTA/BT « smart » avec des fonctions de mesure étendues, permettant de collecter davantage d’informations sur l’état du réseau ; 
  • une solution de régulation de tension HTA centralisée, consistant à estimer l’état du réseau HTA et à optimiser de manière dynamique la tension de sortie au niveau du transformateur HTB/HTA, afin d’éviter des tensions hautes en présence de producteurs décentralisées ;
  • un disjoncteur réenclencheur en réseau pour améliorer la qualité de fourniture en zones rurales (réseau HTA) ;
  • l’utilisation de dispositifs de stockage pour faciliter l’insertion de la production d’origine renouvelable, avec deux batteries de 1 MW directement raccordées au réseau de distribution ;
  • des transformateurs HTA/BT avec régleur en charge pour gérer la tension BT.

Le bilan des expérimentations

Le démonstrateur a permis de tester en situations réelles plusieurs solutions techniques pour faciliter l’intégration des énergies renouvelables sur le réseau public de distribution, avec des avancées majeures. Plusieurs d’entre elles ont en effet été industrialisées suite aux travaux du démonstrateur.

En premier lieu, la solution de régulation locale de tension pour les producteurs HTA a été industrialisée début 2016. Elle est depuis intégrée dans la Documentation Technique de Référence d’Enedis et peut être proposée. Près de 250 MW de production ont depuis 2016 été raccordés au réseau public de distribution à l’aide de cette solution.

La première génération de postes HTA/BT « smart » a été mise en œuvre en situation réelle sur VENTEEA. Elle a permis de montrer la faisabilité et les apports de mesures réseau enrichies et a alimenté la préparation du déploiement d’une nouvelle génération de postes HTA/BT « smart », en cours de déploiement dans le cadre du projet REI 6 notamment.

 

Le test d’un premier dispositif d’échanges d’information d’exploitation (DEIE) à liaison permanente a permis de confirmer l’intérêt d’une telle solution, en cours de déploiement à la maille France.

VENTEEA a également permis d’éprouver plusieurs solutions d’un point de vue technique (mise au point de la solution technique) et d’un point de vue économique (évaluation de sa valeur pour la collectivité). Le projet a ainsi alimenté les réflexions sur des sujets complexes, comme le stockage.

Le démonstrateur a en effet permis de tester une solution de stockage dite « multi-acteurs multi-services », c’est-à-dire de déterminer dans quelle mesure un système de stockage pouvait rendre plusieurs services (contribution au réglage de fréquence, stockage d’énergie non injectée, optimisation des investissements…) à différents acteurs du système électrique (gestionnaire du réseau de transport, gestionnaire du réseau de distribution, producteur…). Si la faisabilité technique de la solution a été validée, l’instruction des modèles d’affaires et contractuels est quant à elle à poursuivre.

Les tests ont également permis de développer les compétences en termes d’installation, de raccordement et d’exploitation de batteries de stockage de taille significative, VENTEEA étant le plus important site de stockage par batteries en France.

En outre, le démonstrateur a permis de tester la faisabilité technique de plusieurs solutions techniques. Certaines d’entre elles ont été considérées comme prometteuses et nécessitant des expérimentations complémentaires.

  • Les tests de la solution de régulation de tension HTA centralisée ont montré l’intérêt technique de la solution. Ces derniers ont été enrichis dans le cadre du démonstrateur Smart Grid Vendée, dans un contexte différent (en présence de fortes capacités de production solaire sur les réseaux BT). Elle est depuis 2018 testée sur le projet REI 6, afin de poursuivre la mise au point technique de la solution et surtout d’éprouver les modèles d’affaire associés.
  • Pour le disjoncteur réenclencheur en réseau, des premiers tests fonctionnels ont été réalisés. Ils seront à mettre en regard d’un affinement de l’étude technico-économique à la maille France et d’éventuels tests terrain complémentaires, afin d’évaluer finement les gains attendus au regard des coûts de mise en œuvre et de maintenance.
  • La solution de transformateurs HTA/BT avec régleur en charge, également testée dans le cadre des démonstrateurs Smart Grid Vendée, NiceGrid et SMAP (avec des matériels de plusieurs constructeurs et pour répondre à différents cas d’usage), n’a quant à elle pas donné lieu à une industrialisation ou à des expérimentations complémentaires. L’intérêt technico-économique de la solution a été considéré à date comme insuffisant pour un développement industriel à coûts maîtrisés, la solution restant plus couteuse qu’un transformateur classique et n’apportant de gains que sur un nombre limité de cas à date.

Conclusions et perspectives

Grâce aux tests de technologies innovantes, VENTEEA a ainsi apporté une contribution majeure à la modernisation des réseaux électriques au service de la transition énergétique.

Le projet a permis de confirmer la pertinence technico-économique de plusieurs solutions permettant de faciliter l’intégration des énergies renouvelables, et de mettre en évidence les défis restant à relever sur des solutions comme la régulation de tension ou le stockage.

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