Les îles géographiques, un laboratoire pour les smart grids

Basé sur les projets européens GIFT et MAESHA

Les îles géographiques sont très pertinentes pour l’étude de la gestion énergétique, dans la mesure où elles sont l’une des rares occurrences d’un système énergétique opéré quasi entièrement en circuit fermé.

Elles peuvent être vues comme un laboratoire pour les smart grids. Avec très peu – voire aucune – interactions avec les réseaux électriques externes qui pourraient faciliter l’opération du réseau et améliorer sa stabilité, et la possibilité de tester des technologies comme les stockages ou le power-to-hydrogen à petite échelle avant de les déployer à grande échelle. De plus, des défis attendus pour les réseaux électriques des futures décennies, comme la congestion des réseaux ou une grande proportion d’énergie renouvelable, sont souvent dès à présent observés dans ces îles.

La dépendance traditionnelle de ces îles aux continents à travers des câbles sous-marins et/ou des énergies fossiles, les poussent à se tourner vers le développement d’énergies renouvelables. La plupart des sources (solaire, éolien, hydraulique, marin) sont généralement largement disponibles en raison de leur situation géographique.

D’autre part, les transports routiers marins peuvent être électrifiés en raison des courtes distances à parcourir. Ces deux solutions peuvent être considérées comme des sources de flexibilité, comme expliqué ci-dessous.

La flexibilité dans les îles : exemple des projets européens GIFT et MAESHA

Dans le cadre des projets Horizon 2020, la Commission Européenne a lancé, en Novembre 2018, le programme « Décarbonisation des systèmes énergétiques des îles » pour remédier à leur principal défi – leur dépendance aux énergies fossiles. Dans le cadre de cet appel, huit projets ont été sélectionnés par la Commission, Trialog étant impliqué dans deux d’entre eux – GIFT (Geographical Islands FlexibiliTy) et MAESHA (deMonstration of smArt and flExible solutions for a decarboniSed energy future in Mayotte and other European islAnds). L’objectif de ces projets est de décarboner le mix énergétique de ces territoires par le déploiement de flexibilité.

Selon le groupe de travail sur la gestion des données de BRIDGE (1), “la flexibilité est la modification du profil de charge électrique, à travers l’effacement ou l’intensification de la production et/ou de la consommation. Cette modification est mise en œuvre à l’aide d’un contrôle automatique des sources de flexibilité, tout en minimisant l’impact pour les utilisateurs et les opérations. La modification de la production et/ou des schémas de consommation repose généralement sur des signaux externes, tels que des signaux tarifaires ou d’activation.”

Dans les projets GIFT et MAESHA, deux cas d’usage génériques sont considérés :

La stabilisation du réseau électrique pour assurer une bonne qualité de fourniture d’électricité à la population. Les sources d’énergie renouvelable peuvent fragiliser le réseau électrique car elles n’apportent pas d’inertie et leur production est variable :
- Par la mise en place de services d’équilibrage pour le contrôle de la fréquence, afin de maintenir l’équilibre entre la consommation et la production d’électricité tout en minimisant les écarts de fréquence par rapport aux valeurs nominales (50Hz en Europe)

- Par la mise en place de services de contrôle de la tension, pour maintenir la tension du réseau dans des bandes de sécurité spécifiques et rétablir sa valeur en cas de perturbations sur le réseau
- Par la mise en place de marchés de flexibilité pour piloter l’effacement ou le déplacement de charge afin d’éviter la congestion du réseau électrique
La maximisation de l’utilisation des sources d’énergie renouvelable pour renforcer l’autonomie des îles par rapport au continent (si elles sont interconnectées) et aux énergies fossiles :
- Par le développement de communautés locales d’énergie pour encourager l’autoconsommation,
- Par le développement de synergies avec d’autres réseaux énergétiques (transport, refroidissement, chauffage, etc)

Plusieurs acteurs peuvent participer à un marché de flexibilité : les consommateurs résidentiels et industriels, les stations de recharge de véhicules électriques, les ferries électriques, les installations de production renouvelable et différents types de solutions de stockage expérimentales (batterie de flux H-Br, stockage sous forme hydrogène).

Dans les deux projets, les marchés de flexibilité mis en œuvre s’appuient sur une plateforme de gestion des flexibilités centrale et numérique qui agrège les flexibilités des différentes ressources disséminées sur tout le territoire. Cette plateforme assure aussi le fonctionnement et le contrôle concertés des mécanismes qui permettront d’extraire toute la flexibilité accessible d’une île. Par l’intermédiaire de cette plateforme, le gestionnaire de réseau se procurera directement la flexibilité nécessaire et l’activera à distance.

Le rôle de Trialog

Dans les projets GIFT et MAESHA, Trialog est chargé de la définition des cas d’usage et de l’architecture de la solution. Ces deux activités préliminaires définissent l’orientation générale du projet, ainsi que les moyens pour assurer l’interopérabilité entre les composants et avec l’environnement externe.

Afin de sélectionner les cas d’usage à implémenter dans un projet, Trialog se repose sur sa large connaissance des modèles de marché existants, des rôles et des cas d’usages génériques. Par la suite, Trialog fait correspondre les cas d’usage avec la grille du Smart Grid Architecture Model (SGAM), une architecture de référence développée par CEN, CENELEC et ETSI pour définir l’architecture du système. Le SGAM permet la représentation des entités et de leurs relations au sein du smart grid, tout en prenant en compte les aspects d’interopérabilité.

En raison de sa connaissance étendue des standards et de l’interopérabilité, Trialog joue souvent le rôle d’un tiers neutre dans les projets européens. Ce rôle permet à Trialog d’être dans une position idéale pour l’étude de l’interopérabilité au sein du projet. Cela inclut l’étude et la sélection des standards pertinents, ainsi qu’une analyse de leurs lacunes (projet MAESHA), et des tests d’interopérabilité (projet GIFT), réalisés via des tests de conformité des solutions développées par rapport aux standards.

De plus, l’expertise de Trialog sur les véhicules électriques a été utilisée afin de développer une plateforme de gestion de la charge pour véhicules électriques: le T-EMS (Trialog Energy Management System). Elle est utilisée afin d’évaluer la flexibilité des véhicules électriques et de la fournir à un marché de flexibilité. Pour plus d’informations, allez voir cet article.

Si vous avez des questions sur les domaines d’expertise de Trialog, merci de nous contacter à l’adresse : contact@trialog.com

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