Le système d'énergie électrique est de plus en plus diversifié et distribué. Cette tendance aura forcément un impact sur la manière dont les gestionnaires de réseau vont contrôler et optimiser le futur réseau, blogs Gabriela Hug.

L'optimisation du réseau électrique a toujours été une tâche difficile car son état est en constante évolution. Aujourd'hui, les systèmes d'alimentation électrique du monde entier passent d'infrastructures hautement centralisées avec des centrales de production en vrac à des solutions de production et de stockage de plus en plus distribuées.

Le moteur est l'ambition de rendre l'alimentation électrique plus durable en intégrant l'énergie verte dans le réseau. Mais la pénétration croissante de la production éolienne et solaire augmente également le défi d'équilibrer leur production variable. Donc, lorsqu'il s'agit de maîtriser le fonctionnement du futur réseau électrique, avons-nous besoin d'une intelligence locale ou d'une prise de décision centralisée ? La réponse est à la fois – et d'autres compétences aussi.

Les centrales hydroélectriques et les dispositifs de stockage de toutes tailles sont des ressources d'équilibrage parfaites, mais les consommateurs joueront également un rôle important :les nouvelles technologies permettent aux consommateurs d'utiliser l'énergie de manière plus efficace et intelligente et de participer ainsi au processus d'équilibrage de charge. Par conséquent, il y aura des ressources flexibles réparties sur tout le réseau, du système haute tension au système basse tension. Naturellement, nous voudrons utiliser les capacités de toutes ces ressources aussi efficacement que possible, mais il y en aura littéralement des millions. L'un des principaux défis sera donc de trouver un moyen de les coordonner localement mais aussi à travers ces niveaux de système.

La notion d'intelligence locale et de prise de décision jouera un rôle majeur, étant donné le niveau accru de données disponibles, le nombre d'actionneurs et les capacités de calcul. A partir de données et de simulations hors ligne du réseau, nous pouvons apprendre quelles sont les décisions optimales et créer des courbes de prise de décision qui sont ensuite utilisées dans le fonctionnement en ligne sans avoir besoin d'un coordinateur.

A partir de maintenant, cependant, la plupart des programmes locaux peuvent être décrits comme « taille unique ». Un exemple de ceci est la façon dont le contrôle de la tension est appliqué aux systèmes photovoltaïques (PV) en Allemagne pour maintenir la tension dans des limites acceptables :en suivant des courbes standardisées et prédéfinies. Les normes sont précieuses, mais si le système devient aussi diversifié que nous le prévoyons, nous devrions envisager de normaliser la façon dont nous déterminons les paramètres opérationnels, mais pas les courbes de décision réelles. C'est le seul moyen de garantir une utilisation optimale de toutes les capacités des composants du réseau.

Optimisation distribuée - dans laquelle la communication permet la coordination et l'échange d'informations entre « intelligents, " ressources distribuées - pousse l'intelligence locale un peu plus loin. Dans ce cas, les meilleures actions des composants individuels sont généralement trouvées en utilisant une approche itérative, c'est-à-dire que les entités de calcul situées sur ces ressources se parlent et, sur la base des informations reçues, mettent à jour leurs propres décisions jusqu'à ce qu'elles aient trouvé un accord. Le concept d'optimisation distribuée est relativement ancien, mais il a récemment acquis une nouvelle impulsion et une nouvelle importance dans la recherche sur les systèmes d'alimentation électrique à mesure que l'infrastructure est de plus en plus distribuée.

Malgré l'importance croissante du renseignement local, Je pense que la prise de décision centralisée aura toujours un rôle dans le fonctionnement du réseau électrique. Le système est principalement exploité sur la base de ce principe maintenant, et les schémas d'exploitation centralisés auront certainement leur justification à l'avenir. Le système d'alimentation électrique est trop complexe et trop important pour ne pas avoir un certain niveau de surveillance et de contrôle centralisés. La question sera plutôt de savoir quelles décisions peuvent être prises localement et sur la base de quelles données, qui devrait interagir avec qui, et comment une telle prise de décision locale devrait interagir avec une entité centralisée.

Lors de la conception de la structure opérationnelle du futur système électrique, nous devons prendre en compte plus que la technologie. L'électricité est achetée et vendue sur les marchés de l'électricité, et la structure économique et les règles de ces marchés ont un impact majeur sur le fonctionnement du système. Par ailleurs, les politiques fournissent le cadre dans lequel les marchés et les procédures opérationnelles doivent être conçus.

D'où, nous devons adopter une vision holistique qui englobe ces différentes couches et considère l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement. Cela ne sera possible que si nous modélisons et simulons soigneusement ces interdépendances - dans le projet Nexus1, nous travaillons avec des chercheurs d'autres départements pour développer une plate-forme de modélisation capable de cela - et utilisons des simulations aussi complètes pour tester et valider de nouvelles approches opérationnelles et commercialiser des produits. . La clé est de voir l'ensemble du puzzle au lieu de seulement ses pièces. Et c'est ce sur quoi nous travaillons.