Pôles de compétitivité
Rechercher :

Projet abouti

EnergieRéseaux électriques intelligentsTIC

Reflex : la gestion en temps réel des réseaux de distribution d’électricité

Tenerrdis, 

Copyright Tenerrdis

Améliorer la qualité de l’électricité distribuée en réduisant le nombre de coupures et les temps d’intervention, optimiser la conduite de ce réseau, faciliter l’intégration de l’électricité photovoltaïque et éolienne

Le projet Reflex labellisé en 2006 par le pôle de compétitivité Tenerrdis a été financé dans le cadre du 1er appel à projets du fonds unique interministériel (FUI).

La nécessaire évolution des réseaux de distribution d’électricité

Dans un contexte où le système électrique est en pleine évolution, les réseaux de distribution électrique doivent répondre à de nouveaux défis. Les gestionnaires de réseaux de distribution doivent maîtriser l’équilibre entre l’offre et la demande d’électricité. Par exemple, ils sont tenus d’intégrer dans le réseau, l’électricité d’origine renouvelable (photovoltaïque et éolienne), décentralisée et intermittente. Ils doivent aussi assurer une qualité de service conforme aux attentes de leurs clients, en réduisant les risques et le temps moyen de coupure en cas d’incident. Il leur est également indispensable d’optimiser les coûts d’investissement et d’exploitation de leurs réseaux.

Des réseaux de distribution intelligents ou « smart grids »

Le développement des nouvelles technologies de l’information et de la communication (TIC) est une opportunité pour faire face à ces défis. En effet, celles-ci peuvent nettement améliorer la performance de ces infrastructures et tendre vers un réseau intelligent ou « smart grid » de manière à :

  • augmenter la flexibilité d’exploitation des réseaux électriques en s’appuyant sur des capacités accrues de mesures et de commandes ;
  • optimiser la production et la consommation d’électricité afin d’équilibrer l'offre et la demande d’électricité au plan temporel ou géographique ;
  • assurer la sécurité de fonctionnement du réseau, en présence de production d’électricité décentralisée intermittente, notamment photovoltaïque et éolienne.

Des efforts de R&D restent à faire ...

Le développement de ces nouveaux réseaux « intelligents » nécessite encore des efforts de R&D qui impliquent tous les acteurs de la chaîne électrique : les gestionnaires de réseaux, les constructeurs de matériels électriques, les fournisseurs d’énergies, les sociétés de services en ingénierie informatique, les équipementiers en télécommunication, les centres de recherche et d’innovation ainsi que les consommateurs.

C’est dans ce cadre que les partenaires du projet Reflex ont souhaité développer des méthodes et des outils d’exploitation innovants des réseaux de distribution électrique. Leur objectif est de permettre d’analyser leur comportement en temps quasi réel des réseaux de distribution et améliorer ainsi leur gestion.

Les partenaires du projet

Le porteur du projet est le Groupement d’intérêt économique IDEA (Inventer la distribution électrique de l’avenir) constitué par :

  • EDF. Le groupe EDF intègre tous les métiers de l’électricité, de la production jusqu’au négoce et aux réseaux de distribution. Au cours du projet, le réseau de distribution est devenu la propriété d’ERDF, filiale à 100% d’EDF.
  • G2ELab. Le Laboratoire d’électrotechnique de Grenoble, attaché à Grenoble INP, a permis de disposer de son expertise des réseaux de distribution et de l’insertion de la production décentralisée dans ces derniers.
  • Schneider Electric est le spécialiste mondial de la gestion de l’énergie.

Les résultats, produits issus des travaux de R&D

Les travaux conduits ont permis de développer plusieurs équipements innovants.

  • les systèmes Sepam 40 et Flair 200c pour la protection du réseau et la détection des défauts (courts-circuits). Ils améliorent la conduite et les mesures sur le réseau de distribution. Ils détectent mieux les défauts, de manière plus précise, notamment grâce à des fonctions de localisation. La reprise de service est accélérée, réduisant le temps de coupure des clients. En complément, les nombreux points de mesures des intensités, tensions, puissances améliorent  la gestion du réseau. Les outils de communication offrent une flexibilité d’exploitation de ces équipements.  De plus, les partenaires du projet ont développé un outil informatique optimisant la position des détecteurs de défaut Flair 200c sur des endroits stratégiques du réseau.

L'unité de surveillance distant Flair200C développé pour la téléconduite des réseaux moyenne tension. Copyright Schneider Electric. 

  • le développement de fonctions avancées pour la conduite du réseau électrique (mesures et reconfiguration du réseau et réglage de la tension). Ces fonctions pourront apporter un soutien aux opérateurs de réseaux de distribution (ERDF en France), en particulier pour gérer l’acheminement de la production électrique décentralisée (photovoltaïque et éolien). Certaines de ces fonctions, encore sous la forme de maquettes logicielles à la fin du projet Reflex, seront industrialisées puis intégrées dans l’outil de conduite d’ERDF, afin d’être expérimentées sur un poste source.
  • Le développement d'un système de supervision, permettant une surveillance des centrales photovoltaïques raccordées au réseau. Le système s’appuie sur l’ARRAY BOX développé par Schneider Electric. Ce système, placé entre le panneau photovoltaïque et  l’onduleur [1], permet au producteur et au gestionnaire de réseau, un suivi de la production électrique. Il renseigne ainsi sur la quantité et la qualité d’électricité injectée dans le réseau et sur le suivi détaillé des performances de production de chaque équipement photovoltaïque.

 

Coffret Arraybox développé pour le suivi des fermes photovoltaïques © Schneider Electric.

Les premières retombées technologiques et économiques

  • Brevet : 1
  • Thèses : 6 et 2 post-doctorats.
  • Publications (dont publications scientifiques à comité de lecture): 3 articles et 3 conférences
  • Création d’emplois (CDI, CDD, emplois sauvegardés) : 5 CDI et deux postes d'enseignants chercheurs créés

Les perspectives

Pour la filiale Schneider Electric Telecontrol (100 personnes), la croissance du chiffre d’affaires a été de plus de 20% entre 2008 et 2010. Son chiffre d’affaires pourrait être augmenté de façon importante d’ici 2014 grâce aux détecteurs de défaut Flair200C, l’Arraybox et le relais de protection Sepam S40. Pour Grenoble INP, le projet a permis d'asseoir d'autant plus son assise internationale sur l'automatisation des réseaux de distribution et l'insertion de la production décentralisée.

 

 

 

 

 [1] L’onduleur fait partie intégrante de l’exploitation, il sert à transformer le courant continu produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif destiné à la distribution.

Les pôles de compétitivité
DATAR et Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie

http://competitivite.gouv.fr/index.php?id=576