Le système électrique américain s'adapte à une nouvelle vague de ressources énergétiques distribuées, comme les panneaux solaires et le stockage d'énergie. Certains d'entre eux fonctionnent ensemble dans des réseaux localisés appelés microgrids - près de 2, 000 sont désormais opérationnels ou prévus à travers le pays, selon une estimation.

Appréciés pour leur flexibilité, les microgrids peuvent fonctionner en mode « îlot » ou se connecter au réseau principal. Bien que les micro-réseaux puissent potentiellement améliorer la fiabilité, le système électrique actuel doit être mis à niveau afin de se synchroniser correctement avec eux.

Des chercheurs du laboratoire national d'Argonne du département américain de l'Énergie (DOE) étudient l'impact des micro-réseaux et analysent les moyens de les assimiler en douceur au sein du système électrique plus large. Une partie de ce travail se concentre sur le système de distribution, la dernière étape du voyage de l'électricité de la source d'énergie à la sortie.

"Traditionnellement, les systèmes de distribution ont fonctionné comme des réseaux passifs, avec un flux d'énergie à sens unique des sources d'énergie en vrac vers les clients individuels, " dit Ning Kang, scientifique à la division Systèmes Energétiques d'Argonne, qui travaille sur l'interconnexion des micro-réseaux, stratégies d'intégration et de contrôle avec son collègue et ingénieur principal de distribution Ravindra Singh.

« Mais un micro-réseau, avec ses propres ressources énergétiques distribuées, comme les panneaux solaires, peuvent désormais réinjecter de l'énergie dans le réseau. Si ce flux d'énergie n'est pas correctement géré, cela peut perturber les systèmes de protection et d'autres aspects du réseau de distribution."

De nouvelles stratégies sont nécessaires pour capitaliser sur cette puissance supplémentaire tout en évitant les problèmes. Voici quatre recommandations, sur la base des résultats de recherches antérieures et de l'analyse de Kang et Singh :

Définir la production de micro-réseaux sur le marché de l'électricité

Les micro-réseaux ont besoin d'un moyen structuré de revendre leur électricité au réseau. Une façon serait de définir des pools de micro-réseaux qui peuvent effectuer des transactions les uns avec les autres et le plus grand réseau ; une autre serait de créer des contrats d'achat d'électricité entre différents micro-réseaux. Dans l'un ou l'autre scénario, des règles de répartition doivent être définies pour que les micro-réseaux envoient l'électricité au bon endroit au bon moment.

Mettre à jour les systèmes de protection de la distribution

Les dispositifs qui protègent le système de distribution d'un courant excessif sont généralement configurés pour desservir un réseau existant avec un flux d'énergie à sens unique. Le système de distribution doit déployer un mécanisme de mise à jour des paramètres en temps réel pour tous ses dispositifs de protection afin d'éviter les problèmes potentiels.

Améliorer la surveillance de la qualité de l'alimentation

Nos appareils électroniques en prolifération peuvent être sensibles aux variations de la qualité de l'alimentation. L'intégration des micro-réseaux à grande échelle nécessitera des systèmes de surveillance en ligne qui fournissent des données à haute résolution sur la tension et la qualité de l'alimentation. À certains endroits du système de distribution, il peut être judicieux d'ajouter des capteurs et des outils d'analyse qui peuvent aider à évaluer et à résoudre tout problème.

Construire de meilleurs contrôles

De plus en plus, les opérateurs de réseau utilisent un logiciel de contrôle et d'exploitation du système de distribution pour surveiller et diagnostiquer les problèmes sur le réseau et effectuer des ajustements rapides pour garantir la fiabilité, fonctionnement efficace du réseau. Ces systèmes utilisent des applications, comme le fait un smartphone, pour s'attaquer à un certain nombre de tâches. Certaines applications nécessitent des mises à niveau pour gérer un monde avec un nombre croissant de micro-réseaux.