En Californie, les entreprises de services publics sont tenues d'obtenir au moins la moitié de leur électricité à partir de ressources renouvelables, comme le solaire et l'éolien, d'ici 2030. Crédit :Lawrence Livermore National Laboratory
Les énergies renouvelables ont le vent en poupe, surtout en Californie, où les entreprises de services publics sont mandatées pour obtenir au moins la moitié de leur électricité à partir de ressources renouvelables, comme le solaire et l'éolien, d'ici 2030. Cela peut être une évolution positive pour l'environnement, mais des questions subsistent sur la façon dont l'électricité générée par les panneaux solaires résidentiels et le stockage des batteries domestiques peut affecter la stabilité du réseau électrique.
Traditionnellement, selon les chercheurs, l'industrie du réseau a modélisé séparément les réseaux de transport et de distribution pour la planification et l'analyse - l'électricité a historiquement coulé dans une direction, des lignes de transmission aux consommateurs. Mais à mesure que les ressources énergétiques distribuées (DER) telles que les panneaux solaires prolifèrent de plus en plus et sont intégrées dans le plus grand réseau, le couplage des réseaux de transport et de distribution dans des modèles informatiques est devenu essentiel pour prédire la fiabilité et la sécurité du réseau.
Développer une telle co-simulation nécessite d'immenses ressources de calcul, Ainsi, les scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont lancé un projet de deux ans avec la société privée de gestion de l'énergie Eaton Corporation pour développer et commercialiser un outil capable d'effectuer des simulations couplées des réseaux de transport et de distribution. Le Fonds de commercialisation de la technologie (TCF) du ministère de l'Énergie soutient le projet, dans le but de commercialiser le logiciel pour l'industrie de l'électricité.
"C'est le premier effort pour commercialiser un outil de co-simulation et le mettre à disposition de l'industrie, " a déclaré le chercheur principal Vaibhav Donde. " Nous avons l'expertise et le calcul haute performance pour le faire, et l'avantage est d'aider les services publics à rendre le réseau plus fiable et plus sûr et à permettre l'intégration de plus en plus d'énergie propre, que tout le monde veut. Il y a beaucoup plus à faire, mais la vision est qu'une fois qu'elle sera terminée, elle sera vraiment utile pour les parties prenantes et les services publics qui souhaitent cette capacité depuis longtemps. »
Les scientifiques de Lawrence Livermore ont lancé un projet de deux ans avec la société privée de gestion de l'énergie Eaton Corporation pour développer et commercialiser un outil capable d'effectuer des simulations couplées des réseaux de transport et de distribution pour tenir compte de l'afflux d'énergie renouvelable provenant de panneaux solaires et d'autres sources. Crédit :Ministère de l'Énergie
Les chercheurs du LLNL tireront parti d'un récent projet de recherche et développement dirigé par un laboratoire (LDRD) qui a combiné avec succès le simulateur de réseau de transport d'électricité développé par le laboratoire GridDyn avec un outil de simulation et d'analyse de système de distribution d'énergie appelé GridLAB-D, développé par le Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). Le projet a abouti à une plateforme de co-simulation open source, ParGrid, développé pour les supercalculateurs hautes performances permettant de réaliser des simulations de systèmes de transmission et de distribution couplés pour les réseaux électriques.
Le nouvel outil de co-simulation réunira GridDyn et CYME - un logiciel de simulation de système de distribution d'électricité appartenant à Eaton - en utilisant le cadre de ParGrid et HELICS (moteur hiérarchique pour la co-simulation d'infrastructure à grande échelle). Avec les licences fournies par Eaton, les scientifiques installeront CYME sur des machines de calcul haute performance. L'utilisation de CYME avec HPC le rendra supérieur en termes de calcul, les chercheurs ont dit, leur permettant de capter les réseaux de transport et de distribution, ce qui n'était pas commercialement possible auparavant.
« Les services publics sont généralement prudents vis-à-vis des nouvelles technologies et c'est pour une bonne raison ; ils veulent s'assurer qu'elles sont entièrement testées et absolument fiables, " Donde a déclaré. "Les services publics seront à l'aise de travailler avec l'outil de co-simulation que nous développons car plusieurs d'entre eux utilisent déjà CYME pour étudier le comportement de leurs réseaux. L'outil améliorera la planification des ressources de distribution et rendra l'intégration des énergies renouvelables plus fiable et plus sûre. Cela donnera aux services publics plus de confiance dans la fiabilité et la précision des simulations."
Les chercheurs ont commencé les travaux techniques en avril et en sont aux premiers stades de l'expérimentation de CYME sur des superordinateurs de laboratoire. L'objectif initial est de faire fonctionner CYME 100 fois plus vite pour prendre le produit et l'intégrer dans le cadre de co-simulation. Plus loin sur la ligne, les chercheurs démontreront la capacité de co-simulation à l'état de Californie, les services publics et les groupes de travail pour la planification des ressources de distribution.
A la fin du projet, les chercheurs prévoient de commercialiser l'outil en tirant parti du partenariat et de l'expertise d'Eaton en matière de commercialisation de produits. Cette nouvelle technologie permettra au secteur des services publics d'exécuter divers scénarios d'intégration des énergies renouvelables tout en envisageant des échelles de temps plus longues avec une précision et une vitesse de performance croissantes, les chercheurs ont dit. La volonté de l'équipe est de simuler à terme des quartiers entiers et de nombreuses sources d'énergie en même temps et de voir comment ils interagissent les uns avec les autres, ainsi qu'avec le plus grand réseau de transport.
