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Integrated cyber-physical solutions for intelligent distribution grid with high penetration of renewables

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Une boîte à outils “raccordable” confère une intelligence aux réseaux de distribution passifs actuels de manière transparente

Assurer la distribution pérenne d’énergie fiable pour répondre à la demande mondiale croissante constitue un défi de taille. La tâche est compliquée par la nécessité d’intégrer une proportion de plus en plus importante de sources d’énergie renouvelables intermittentes. Une boîte à outils intelligente et multiplateforme pourrait être la solution.

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Les catalyseurs des réseaux de distribution intelligents de demain sont notamment la technologie des capteurs intelligents et la numérisation, qui soutiendront les approches d’auto-apprentissage et d’autorégénération. L’informatique puissante de périphérie et le traitement des informations basé sur le cloud faciliteront l’interconnexion des actifs contrôlés par les gestionnaires de réseaux de distribution (GRD). L’exploitation de ces technologies et flux de données exigera des outils intelligents complets. Le projet UNITED-GRID, financé par l’UE et coordonné par l’Université de technologie de Chalmers, a répondu à ces besoins pressants. L’équipe a proposé des solutions cyber-physiques intégrées visant à sécuriser et à optimiser l’exploitation des futurs réseaux de distribution intelligents, étant donné leur complexité sans précédent.

Prêt à l’emploi: activation simple d’un contrôle complet

Il convient de proposer aux parties prenantes, notamment les GRD et les fournisseurs d’énergie, une voie claire pour amorcer une transition des réseaux de distribution passifs d’aujourd’hui aux réseaux actifs et intelligents de demain. Fort de ses 11 membres, le consortium UNITED-GRID, composé d’organismes de recherche expérimentés, de GRD, d’un fournisseur de système de gestion de la distribution (SGD) et de PME partenaires spécialisées, se trouvait dans une position unique pour accomplir cette mission complexe. Anh Tuan Le, coordinateur d’UNITED-GRID, explique la solution: «La réalisation principale du projet est une boîte à outils qui peut être “raccordée” à un SGD existant via le logiciel multiplateforme d’UNITED-GRID, qui repose sur la technologie Codex Smart Edge d’Atos, afin d’assurer la gestion avancée de l’énergie ainsi que le contrôle et la protection au niveau du réseau.» La boîte à outils intègre un outil de prévision des énergies renouvelables, un outil de prévision de la saturation, une solution de mesure avancée et un estimateur d’état de distribution. «Ces outils prennent en charge les fonctionnalités suivantes: prévision de la production photovoltaïque et de la saturation du réseau; surveillance et contrôle avancés du réseau en temps réel, ce dernier exploitant le contrôle coordonné de tension fondé sur la commande prédictive ainsi qu’une fonction d’autorégénération; protection des micro-réseaux; et protection basée sur l’estimation de l’état dynamique pour un fonctionnement sécurisé des réseaux de distribution», fait remarquer Anh Tuan Le. Les nouvelles solutions intégrées dans la boîte à outils vont au-delà des techniques de pointe, afin d’optimiser le fonctionnement du réseau avec des solutions de contrôle en temps réel qui intègrent un niveau élevé d’automatisation et de sécurité cyber-physique. Elles améliorent la fiabilité tout en garantissant une utilisation plus efficace des ressources du réseau, ce qui se traduit par des pertes moins fréquentes sur les réseaux.

De la périphérie aux essaims et au cloud

«L’architecture technique des solutions UNITED-GRID se fonde sur la technologie Codex Smart Edge d’Atos, qui repose sur le déploiement d’un ensemble de nœuds logiciels, appelés nœuds intelligents. Les nœuds intelligents peuvent collaborer via des applications distribuées (intergiciels) sécurisé(e)s. Contrairement aux architectures standard de l’Internet des objets, où les données sont collectées sans faire l’objet d’un prétraitement local et envoyées directement sur le cloud public, Codex Smart Edge permet un traitement local (informatique de périphérie) ainsi que le déploiement de stratégies locales collaboratives entre les nœuds intelligents (informatique en essaim)», explique Anh Tuan Le. La maturité des principaux résultats exploitables du projet a dépassé les attentes. Atos, la société propriétaire de la boîte à outils et du logiciel multiplateforme, collaborera dans un premier temps avec ses clients GRD en vue de la commercialisation de ses produits. Et Anh Tuan Le d’ajouter: «Au vu du vif intérêt que les trois GRD associés au projet ont manifesté pour ses résultats, le potentiel pour une commercialisation plus généralisée est considérable.» Les solutions d’UNITED-GRID, réalistes et faciles à intégrer, permettront aux GRD de gérer leurs réseaux de manière sécurisée et efficace avec une forte pénétration des sources d’énergie renouvelables, ce qui aura un impact considérable sur l’atteinte des objectifs de neutralité carbone de l’Europe.

Mots‑clés

UNITED-GRID, réseau de distribution, sources d’énergie renouvelables, Codex Smart Edge, système de gestion de la distribution, gestionnaire de réseaux de distribution, sécurité cyber-physique, informatique de périphérie, informatique en essaim

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