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[Tribune] Montée en puissance des énergies renouvelables : comment optimiser et sécuriser les réseaux électriques ?

[Tribune] Montée en puissance des énergies renouvelables : comment optimiser et sécuriser les réseaux électriques ?
Par Eric Cahuet, directeur de l’unité transport d’électricité d’Engie Ineo (SCLE SFE), le 17 septembre 2018.
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"Solaire photovoltaïque, solaire thermique basse et haute température, hydroélectricité, géothermie, biogaz et biocarburants, éolien… Le développement soutenu des énergies renouvelables entraîne inévitablement des bouleversements dans la gestion des réseaux d’énergie. Comment anticiper un afflux imprévisible d’énergie délocalisée ? La clé se trouve dans l’intelligence des réseaux du futur et les smart grids", estime Eric Cahuet, directeur de l’unité transport d’électricité d’Engie Ineo, qui signe notre tribune de la semaine.

En France, les gestionnaires d’énergie sont aujourd’hui confrontés à de profondes mutations. On considère qu’en 2030, près de 50 % de parts de production seront liées à des énergies renouvelables ! Il s’agit d’une très bonne nouvelle pour envisager une croissance durable, décarbonée et respectueuse de l’environnement, mais l’apport massif d’énergies intermittentes sur les réseaux électriques perturbe leur topologie et pose certaines difficultés techniques qu’il faut d’ores et déjà appréhender.

Bouleversement du fonctionnement des réseaux existants

En premier lieu, le fait que la production d’énergies renouvelables soit décentralisée bouleverse le fonctionnement des réseaux existants, prévus pour acheminer l’énergie en sens unique : les flux d’énergie sont multidirectionnels, ce qui complique la gestion en cas d’incident électrique. Par ailleurs, les systèmes de protection des réseaux de distribution, basés principalement sur des protections à intensité maximale, doivent intégrer des directions, des niveaux et des formes de courant de court-circuit différents de ceux créés par des machines synchrones classiques. Enfin, les sources d’énergie renouvelable sont intermittentes ; leur production dépend de la source (solaire ou éolienne) et ne peut être contrôlée (sans moyen de stockage additionnel). Ces sources ne contribuent pas actuellement au réglage primaire de fréquence ; c’est-à-dire qu’en cas d’incident sur une unité de production, elles ne participent pas au mécanisme automatique de report de charges sur les unités de production en service.

Adapter la gestion des réseaux aux spécificités des ENR

Ces spécificités propres aux ENR impliquent d’apporter dès aujourd’hui des réponses efficaces et adaptées de la part des gestionnaires de réseaux pour permettre au système électrique de prendre en charge et de gérer ces nouvelles formes de production, décentralisées et discontinues.
Un vrai défi ! Adapter la gestion des réseaux à ces évolutions structurelles nécessite de développer la flexibilité des réseaux, ce qui implique l’utilisation et l’analyse des flux de données.

Autrefois, les réseaux de communication bas débit ne permettaient de « remonter » que des éléments parcellaires des événements qui survenaient sur les réseaux électriques. Désormais, les postes électriques disposent d’interconnexions haut débit. Ils deviennent ainsi des nœuds de communication, permettant de connecter réseaux informatiques et électriques. En s’appuyant sur les technologies de l’information et de la communication, les Smart Grids permettent ainsi de mieux intégrer la production décentralisée pour garantir la qualité et la stabilité du système.

Une solution développée par Engie Ineo

La solution « Arkens », développée par Engie Ineo, se positionne au cœur des réseaux du futur grâce aux apports de la technologie numérique, qui permet de tirer parti de l’intelligence distribuée. Nous avons imaginé et conçu une gamme de calculateurs numériques aux architectures digitales avancées disposant d’algorithmes innovants, performants, sécuritaires et interopérables. Ils analysent en temps réel les données des réseaux électriques, pilotent les appareils électroniques pour protéger les installations tout en remontant des données aux systèmes d’information de nos clients. Résultat : l’équilibre et la disponibilité en énergie sont toujours assurés pour les consommateurs. A travers notre solution Arkens, nous contribuons à la protection des réseaux. Nous travaillons également au monitoring en temps réel des réseaux digitalisés : l’un des grands enjeux de demain pour les gestionnaires du réseau électrique en France. Nos expertises internes en algorithmie, modélisation de réseaux électriques, conception software et hardware, cybersécurité et réseaux de communication, nous permettent d’imaginer des solutions sur-mesure, évolutives et durables, et de programmer des algorithmes propres aux besoins de chaque client.

Pour les réseaux insulaires par exemple, nous avons conçu un algorithme qui sert à sécuriser les délestages et circonscrire davantage les risques de perte du réseau. En effet, certains incidents peuvent conduire à la perte partielle ou totale du réseau ! C’est pourquoi chez Engie Ineo nous
co-construisons avec chaque client l’algorithme qui répond au mieux aux besoins de l’utilisateur final. L’intelligence des réseaux du futur est enclenchée, les flux d’énergie peuvent dorénavant être gérés et les réseaux électriques optimisés et sécurisés.
Eric Cahuet, directeur de l'unité transport d'électricité d'Engie Ineo/ DR
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