Une approche hétérarchique pour des réseaux de distribution électrique plus intelligents
Les promesses de DREAM sont constituées de deux volets: une intégration stable et économique des sources distribuées d'énergies renouvelables dans les réseaux existants, et une plus grande implication des utilisateurs finaux désirant rationaliser leur consommation d'énergie d'un point de vue économique et écologique. Tout cela en assurant une transition en douceur et au plus faible coût possible. Pour atteindre cet objectif ambitieux, le consortium a opté pour une approche «hétérarchique» de la gestion, dont il espère qu'elle séduira les GRD. Dans le cadre de ce système, des unités terminales distantes (aRTU) reliées à un centre de contrôle de plus grande taille, permettent de prendre des décisions au niveau local, ce qui assure plus de souplesse pour la gestion du voltage, l'optimisation de la puissance, la reconfiguration, etc. Comme l'explique Raphaël Caire, coordinateur du projet et professeur associé à l'Institut polytechnique de Grenoble, il existe trois arguments essentiels en faveur de cette approche hétérarchique. Elle permet une optimisation globale du réseau en agrégeant les besoins locaux; elle permet une automatisation de la distribution plus proche de la localisation des ressources, et à moindre coût; et elle épargne aux GRD le coût de systèmes très onéreux pour la gestion de la distribution, dans lesquels un serveur central doit prendre en compte toutes les contraintes de flexibilité au niveau local. «Le projet était constitué de deux grands volets», explique-t-il. «Le premier consistait à créer un cadre pour une gestion du réseau de distribution avec des solutions allant du contrôle journalier au contrôle en temps réel en cas d'urgence. Le second était de concevoir le matériel nécessaire (les aRTU) avec une machine virtuelle intégrée capable de faire fonctionner une partie de ce cadre.» Au cours de trois années de travaux intensifs, le consortium a testé différentes solutions sur cinq sites d'essais, soit en laboratoire (aux Pays-Bas et en France), avec un utilisateur GRD unique (l'aéroport de Milan Malpensa) et avec des GRD desservant 800 000 et 8 millions de consommateurs, respectivement en France et en Grèce. «Divers scénarios impliquant la gestion de la congestion, l'atténuation du profil de tension et l'auto-restauration automatique après une panne ont été testés, ainsi que leurs interactions», déclare M. Caire. «Ces pilotes nous ont montré que la décision de distribuer les logiciels entre les aRTU était un bon choix. Cela permet effectivement de valider l'offre d'énergie et la capacité en tirant les offres de basse tension et de surintensité (ce que les ressources énergétiques décentralisées s'attendent à consommer ou à produire) vers la sous-station primaire.» Le système résultant a été conçu pour être «plug-and-play» et pour réduire au strict minimum les temps de développement pour les GRD ce qui, espère M. Caire, les convaincra d'adopter le système de DREAM. «Nous devons convaincre les GRD traditionnels qui sont immergés dans la culture des systèmes centralisés et les rassurer sur les problèmes relatifs à la cyber-sécurité. De leur point de vue, il est plus difficile de protéger une architecture distribuée qu'une architecture centralisée. Mais la réalité, c'est que l'automatisation de l'alimentation, comparée à l'approche DMS/SCADA, est plus robuste car son point central est moins crucial. Avec DMS/SCADA, une panne du centre de contrôle met en péril l'ensemble du système. Une approche distribuée, de son côté, apporte plus de robustesse à l'ensemble du système. Bien sûr, la cyber-sécurité constitue toujours un problème, mais des solutions existent et les recherches sur la protection des infrastructures critiques n'en sont qu'à leurs débuts.» Le projet étant maintenant terminé, le consortium va peaufiner le système avant de procéder à une dissémination et à des essais à plus grande échelle.
Mots‑clés
DREAM, réseau électrique, électricité, hétérarchique, GRD, réseau
