Échange d’électricité intelligent et synergies entre le réseau et les chemins de fer
Les réseaux de distribution d’électricité et les systèmes d’électrification des trains légers sont tous deux des réseaux robustes développés et exploités comme des réseaux indépendants. La pénétration croissante des sources d’énergie renouvelables (SER) dans les deux réseaux a généré des difficultés pour faire face aux fluctuations. Les deux réseaux cherchent des solutions intégrées pour réduire les pertes d’électricité, augmenter la stabilité du réseau et accueillir de nouveaux acteurs dans le domaine de l’énergie, tels que les systèmes de stockage, les véhicules électriques (VE) et les prosommateurs, à la fois producteurs et consommateurs d’énergie. Malgré ces objectifs communs, il n’existe actuellement aucun système permettant un échange intelligent d’électricité entre les deux réseaux. Le projet pionnier E-LOBSTER, financé par l’UE, a fourni un tel système.
Partage, suivi et contrôle innovants des actifs
E-LOBSTER a développé deux actifs à partager, un dispositif intelligent de point ouvert souple (sSOP) et un système de stockage d’énergie par batterie. Les SOP sont un type relativement nouveau de dispositifs électroniques de puissance dont la flexibilité, la rapidité de réaction et la résilience sont bien adaptées à la production distribuée et à la pénétration croissante des SER. Le système de stockage de l’énergie par batterie améliore la flexibilité et l’efficacité de l’interconnexion entre les deux réseaux. Selon Giannicola Loriga, responsable du réseau et de la stratégie de développement de la R&D d’entreprise chez RINA et coordinateur d’E LOBSTER, «le sSOP développé dans le projet est basé sur des convertisseurs de puissance pour interfacer les réseaux de distribution d’électricité et les systèmes d’électrification ferroviaire. Cela permet une gestion unique de l’énergie entre les sous-stations de traction des systèmes d’électrification des chemins de fer légers et le réseau de distribution». En outre, la solution E-LOBSTER prend en charge l’intégration de l’énergie de freinage régénérative, ou la récupération et le stockage de l’énergie de freinage généralement perdue sous forme de chaleur en raison de la friction, ce qui améliore encore l’efficacité énergétique du réseau ferroviaire. Enfin, l’équipe a mis au point un outil intégré de surveillance et de simulation des pertes de distribution, ainsi qu’un système complexe de gestion du rail au réseau (R+G) pour la gestion en temps réel des flux d’énergie entre le rail, le réseau et le stockage.
Le partage de l’énergie multiplie les avantages
«Le système de gestion E-LOBSTER R+G fournit une plateforme unique pour la surveillance et le contrôle en temps réel des opérations du système, sur place ou à distance. Il peut réagir de manière automatique et autonome aux changements dynamiques du réseau, en maximisant la production locale de SER par l’autoconsommation, en permettant la récupération de l’énergie de freinage et en minimisant les pertes et les coûts de distribution», explique Giannicola Loriga. Il peut également servir à étudier les stratégies optimales de chargement/déchargement des VE dans les gares ou les parkings urbains. À la lumière de l’accord européen «Ajustement à l’objectif 55» visant à mettre fin à la vente de voitures émettant du CO2 d’ici 2035, la possibilité de se connecter aux infrastructures de recharge des VE pourrait débloquer d’importantes opportunités de génération de revenus pour les opérateurs de réseaux de transport qui investissent dans le système.
En passe d’augmenter le niveau de maturité technologique en vue de sa commercialisation
E-LOBSTER a dû faire face à une politique et à un cadre réglementaire en constante évolution, ce qui a nécessité un temps considérable pour gérer les processus d’autorisation, ce qui en aura finalement valu la peine. Giannicola Loriga explique: «Sans nul doute, l’aspect le plus passionnant a été l’opportunité d’installer un système aussi complexe dans une sous-station du métro de Madrid et de le tester en conditions réelles! Le système E-LOBSTER a permis d’exploiter l’énergie de freinage excédentaire qui, autrement, aurait été gaspillée.» Le consortium E-LOBSTER a fourni des directives de reproduction pour soutenir le déploiement du système dans d’autres scénarios de transport en commun électrique, ainsi qu’une feuille de route pour la démonstration d’un système réel dans un environnement pleinement opérationnel. Les réseaux partagés de distribution d’électricité et de chemins de fer légers sont en passe de voir le jour.
Mots‑clés
E-LOBSTER, énergie, chemin de fer, réseau, énergie de freinage, VE, SER, stockage d’énergie, véhicules électriques, point ouvert souple
