À première vue, Freiamt, une petite commune du Bade-Wurtemberg proche de la frontière franco-allemande, semble un lieu improbable pour la prochaine étape de l’avenir de la distribution d’énergie. Mais grâce à des décisions audacieuses prises il y a plus de 20 ans et au travail d'une équipe projet constituée de neuf acteurs du marché de l’énergie, dont le distributeur d’énergie local Netze BW et Landis+Gyr, de grandes choses se produisent.
Bien avant que la transition vers les sources d’énergie renouvelables devienne un sujet brûlant, Freiamt fut l’une des premières villes à adopter des sources d’énergie alternatives, et a installé certaines des premières turbines éoliennes en Allemagne dans les années 1980 et 1990. Aujourd’hui, grâce à une combinaison d’éolien, de biogaz et de générateurs solaires, la production d’électricité est presque quatre fois plus importante que la consommation. Cette concentration et cette diversité de sources d’énergie renouvelables a été l’un des facteurs-clés dans la décision d’utiliser Freiamt comme site de test du projet Grid Control, commencé en 2015 par Netze BW et huit partenaires, dont Landis+Gyr, et avec un soutien financier important du ministère fédéral de l’Économie.
Installation des compteurs Landis+Gyr par Netze BW à Freiamt
Le projet a pour but de concevoir et de tester un réseau de distribution d’électricité intelligent capable de faire face aux défis de demain. La nouvelle infrastructure du réseau assurera une coordination intelligente entre les différentes installations de production et toutes les parties impliquées dans la chaîne d’approvisionnement en énergie, comme les exploitants de réseau, les prosommateurs et les distributeurs. Avec la complexité croissante d’un réseau moderne, chacune de ces parties joue un rôle différent dans la chaîne de production et de distribution d’énergie. Les concepts et solutions développés dans le cadre du projet Grid Control permettront d'intégrer chacune des parties en fonction de ses besoins. Il s’agit notamment de faire face aux variations de la production : lorsque des installations de production isolées comme des générateurs photovoltaïques (PV) sont temporairement improductives, cette pénurie doit être compensée afin de garantir un approvisionnement en énergie suffisant pour satisfaire la demande. D’autre part, l’évolution du mode de vie des consommateurs aura inévitablement un impact sur la demande. Il n’y a qu'à voir l’engouement pour les véhicules électriques. Le gouvernement allemand s’est fixé un objectif ambitieux en visant plus d'un million de véhicules électriques (VE) sur les routes d’ici 2020, et ceci n’est qu'un début. C’est un tout nouveau défi pour la gestion des distributeurs d’électricité, car le grand nombre de VE connectés au réseau pourrait générer une contrainte importante sur les réseaux d’énergie. Toutefois, le projet Grid Control a été conçu pour répondre à cette problématique.
« Nous avons besoin d’une nouvelle technologie intelligente permettant de garantir un approvisionnement en électricité sûr, respectueux de l’environnement et viable sur le long terme », déclare Helmfried Meinel, chef de cabinet auprès du ministre de l’environnement, du climat et du secteur de l’énergie de la province de Bade-Wurtemberg. « Les conditions réunies à Freiamt sont idéales pour mettre au point le réseau de distribution d’énergie de demain. Le projet de Netze BW nous permettra d’atteindre notre objectif en faisant du Bade-Wurtemberg une région pilote dans le domaine des réseaux d’électricité intelligents. »
Présentation de la solution imaginée par Landis+Gyr pour le projet Grid Control
Le projet a récemment franchi une étape importante, 2017 ayant marqué la fin de la phase de conception et de test et le début des essais sur le terrain dans la région paisible de Freiamt. Les techniciens ont travaillé d’arrache-pied au cours de ces derniers mois pour installer la technologie de Landis+Gyr qui constitue le front end du système : environ 100 compteurs E750 Sym2, soutenus par des modules de contrôle de réseau(GCU) S750. Ces produits ont été développés spécialement, en collaboration avec Netze BW, pour gérer un éventail complet d’appareils déployés sur le terrain. Près de trente nœuds du réseau (postes de transformation secondaires, logements de particuliers et exploitations agricoles) utiliseront la nouvelle technologie de contrôle et de communication pour gérer environ 700 kW de systèmes PV, de systèmes de gestion énergétique de bâtiment (BEMS) et de systèmes de stockage d’énergie par batteries (BESS). Le réseau local comprend 4 installations de stockage par batterie d’une capacité de 9 à 120 kWh, un transformateur de distribution commandable et une double station de recharge pour véhicules électriques.
Des compteurs Landis+Gyr ont été installés à différents nœuds de l’infrastructure de la solution, mesurant l’électricité toutes les secondes et envoyant les données au système régional de gestion de l’énergie (REMS) toutes les minutes. En cas de variation de tension lorsque les niveaux de tension critiques sont dépassés, le dispositif de contrôle du système REMS s’active. Dans ce projet, le contrôle de la tension est centralisé grâce à une configuration de système adaptée.
Les autres applications possibles incluent la gestion de la capacité et l’équilibrage de la puissance. À partir des informations fournies par les compteurs Landis+Gyr qui surveillent et contrôlent constamment le réseau, le système REMS peut automatiquement remédier à un encombrement du réseau en réduisant la charge ou la production, en activant le stockage par batterie, etc. Le système REMS permet également de contrôler le flux d’électricité à un point prédéfini du réseau comme un poste électrique HT/MT.
Afin de pouvoir exploiter l’infrastructure complexe de cette solution, Netze BW a appliqué ce qu’elle appelle un « concept de feux de circulation ». Le feu vert indique qu’aucune congestion n’est prévue, tandis que le feu orange indique un goulet d’étranglement potentiel dans le réseau pouvant exiger l’application de certaines mesures restrictives par les acteurs du marché. Par exemple, un exploitant de centrale électrique virtuelle devrait ajuster le mode de fonctionnement de ses installations de stockage et de production afin d’éviter une surcharge prévue sur un transformateur. Toutefois, malgré ces actions mises en place pendant la phase jaune, les limites techniques réelles du réseau d’électricité risquent toujours d’être dépassées en temps réel à cause d’événements imprévus. Dans ce cas, le feu rouge exigerait des mesures d’atténuation immédiates déclenchées automatiquement par le système REMS.
« Nous sommes ravis d’accompagner Netze BW, notre client et partenaire de longue date, dans ses efforts pour explorer les vastes possibilités offertes par la technologie de réseau intelligent in building une infrastructure de réseau moderne, flexible et contrôlée de bout en bout », déclare Ralph Griewing, vice-président de Landis+Gyr chargé des solutions énergétiques.
La phase de test débutera au milieu de l’été 2018 et permettra de recueillir des données précieuses pour l’étape suivante du développement du réseau d’électricité de demain.
