Ma?triser le réseau électrique de demain
Les systèmes énergétiques sont de plus en plus diversifiés et décentralisés. Cela a un impact sur la manière dont les opérateurs de systèmes contr?lent et optimisent le réseau électrique, blogue Gabriela Hug.
![Gabriela Hug](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2018/03/stromnetz-optimieren-gabriela-hug/_jcr_content/news_content/textimage/image.imageformat.textdouble.1363952619.png)
Le système qui nous fournit de l'énergie est en constante évolution. L'optimiser a donc toujours été une t?che exigeante. Désormais, l'approvisionnement en énergie se transforme dans le monde entier, passant d'infrastructures centralisées avec des installations de production d'électricité regroupées à des techniques de production et de stockage variées et réparties.
Les énergies renouvelables constituent la force motrice pour rendre l'approvisionnement en électricité plus durable. Mais avec l'augmentation de la production éolienne et solaire, il devient de plus en plus difficile de compenser les variations de puissance. Si nous voulons ma?triser le futur réseau électrique, la question se pose : avons-nous besoin d'une intelligence locale ou d'un pouvoir décisionnel central ? La réponse est : les deux - et bien plus encore.
![Réseau d'innombrables composants](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2018/03/stromnetz-optimieren-gabriela-hug/_jcr_content/news_content/fullwidthimage/image.imageformat.930.1464362280.jpg)
?quilibrer les fluctuations de manière flexible
Les centrales hydroélectriques et les appareils de stockage de toutes tailles sont des moyens d'équilibrage parfaits - mais les consommateurs jouent également un r?le décisif : Gr?ce aux nouvelles technologies, ils peuvent utiliser l'énergie non seulement plus efficacement, mais aussi plus intelligemment, et participer ainsi au processus de répartition de la charge. Il en résulte des capacités flexibles du réseau haute tension jusqu'au réseau basse tension. Bien s?r, nous souhaitons utiliser toutes ces ressources de la manière la plus optimale possible, mais elles se compteront par millions. Nous devons donc trouver des moyens de coordonner ces éléments de réseau à la fois localement et à tous les niveaux du système.
Plus de cerveau pour des composants intelligents
Face à la quantité croissante d'acteurs, de données disponibles ainsi qu'à l'augmentation de la puissance de calcul, le concept d'intelligence locale et de prise de décision devient de plus en plus important. ? partir des données et des simulations hors ligne, nous pouvons apprendre quelles sont les décisions optimales. Il est ainsi possible de créer des courbes de prise de décision pour le fonctionnement en ligne, de sorte qu'il n'est plus nécessaire d'avoir un coordinateur central.
"Malgré des composants plus intelligents dans le réseau, je suis convaincue que la prise de décision centralisée actuelle continuera à jouer un r?le à l'avenir".Gabriela Hug
Dans la réalité, la plupart des schémas locaux fonctionnent aujourd'hui selon le même principe rigide. Le contr?le de la tension des installations photovolta?ques en Allemagne en est un exemple : pour maintenir la tension dans des limites acceptables, on utilise partout les mêmes courbes prédéfinies. Si le réseau devient aussi diversifié que nous le pensons, il faudrait alors standardiser les processus permettant de trouver des réglages de fonctionnement optimaux, mais pas les courbes individuelles de prise de décision. C'est la seule fa?on d'utiliser tous les éléments de manière optimale.
Les composants doivent communiquer
L'optimisation distribuée fait passer l'intelligence locale au niveau supérieur : des ressources décentralisées et intelligentes échangent des informations entre elles et tentent de se coordonner. Les meilleures actions des différentes composantes se trouvent généralement dans un processus itératif : elles communiquent entre elles et adaptent leurs bases de décision respectives jusqu'à ce qu'elles parviennent à un accord optimal. Le concept d'optimisation distribuée est relativement ancien, mais il a récemment connu un regain d'intérêt dans la recherche énergétique.
Et le fameux contr?le centralisé ?
Malgré des composants de réseau de plus en plus intelligents, je suis convaincu que la prise de décision centralisée qui prévaut aujourd'hui dans le système énergétique conservera sa raison d'être à l'avenir. L'approvisionnement en électricité est trop complexe et trop important pour que l'on puisse se passer d'un certain degré de contr?le centralisé. La question est plut?t de savoir quelles décisions peuvent être prises localement et lesquelles peuvent l'être de manière centralisée, et qui doit interagir avec qui.
Vue d'ensemble
Celui qui veut exploiter le futur réseau électrique doit tenir compte d'autres aspects que la technique. L'électricité est négociée sur les marchés de l'électricité, dont les règles et la structure influencent considérablement le système. Le cadre des marchés et des procédures d'exploitation est quant à lui fourni par la politique.
Nous devons donc garder une vue d'ensemble. Nous n'y parviendrons que si nous simulons soigneusement tous les niveaux et toutes les interdépendances. Dans le projet Nexus, nous travaillons de manière multidisciplinaire à la création d'une plateforme capable de faire exactement cela. Les simulations servent à tester et à évaluer de nouvelles approches pour l'exploitation. La clé du succès est de voir l'ensemble du puzzle et pas seulement les pièces individuelles. C'est ce à quoi nous travaillons.
Informations complémentaires
1 Plate-forme intégrée de modélisation des systèmes énergétiques Nexus
ETH site externeIdeasLab, Forum économique mondial, Davos, 2018,
Power Systems Laboratory, ETH Zurich, PSL