Optimiser la production d’énergie grâce aux technologies de réseaux intelligents

Les nouvelles technologies façonnent la manière dont nous produisons, distribuons et consommons de l’énergie. La technologie des réseaux intelligents, partie intégrante de la transformation numérique du secteur de l’énergie, promet de moderniser le système électrique traditionnel grâce à l’intégration d’une intelligence numérique qui aide les fournisseurs d’énergie à opérer leur transition vers une énergie propre et à réduire les émissions de carbone.

Les États-Unis seuls ont installé près de 10 000 unités de production d’électricité, reliées par plus de 500 000 km de lignes de transmission et capables de générer plus d’un million de mégawatts d’énergie. Mais l'importance des technologies de réseau intelligent Transcend fonctionnalité de services publics ; les réseaux intelligents permettent également aux consommateurs de prendre le contrôle de leur consommation d’énergie.

Historiquement, le réseau électrique est une rue à sens unique. Les centrales génératrices d’énergie produisent de l’électricité, puis la distribuent aux consommateurs. Le système est en grande partie passif, avec peu d’informations en temps réel sur l’utilisation et la demande.

Les réseaux intelligents inversent ce modèle. Un réseau intelligent est un réseau d’électricité numérique qui fournit de l’énergie aux consommateurs à l’aide d’une communication bidirectionnelle interactive. Il permet une distribution d’énergie automatisée et avancée, ainsi qu’une multitude d’opportunités permettant aux consommateurs de contrôler leur consommation d’électricité et leurs coûts.

Les réseaux intelligents reposent sur plusieurs composants essentiels, chacun jouant un rôle dans la fluidité des opérations :

• Compteurs intelligents : les compteurs intelligents mesurent la consommation d’énergie en temps réel côté consommateur et fournissent des informations détaillées sur les habitudes de consommation au consommateur et au fournisseur d’énergie.
• Capteurs et dispositifs d’automatisation : ils sont installés sur l’ensemble du réseau pour surveiller la tension, le courant et la capacité de charge (entre autres indicateurs). Ils peuvent ajuster automatiquement les paramètres pour éviter les surcharges et les pannes prolongées à grande échelle.
• Réseaux de communication : épine dorsale des réseaux intelligents, les réseaux de communication facilitent la transmission des données entre les différents composants, notamment les capteurs, les dispositifs automatisés et les centres de contrôle. Les systèmes de transmission peuvent être câblés ou sans fil, et utilisent une gamme de protocoles et de technologies de communication (par exemple, Wi-Fi, Z-Wave, Zigbee et 4G/5G).
• Logiciels et analytique : les réseaux intelligents génèrent d’énormes quantités de données. Pour gérer, analyser et interpréter ces données, les services publics s’appuient sur des logiciels et des outils d’analytique avancés. Ces logiciels, et les informations qu’il fournissent, aident les fournisseurs à prévoir les schémas de demande, à identifier les problèmes et à optimiser le réseau de distribution.

Les systèmes avancés de gestion de l’énergie, tels que les réseaux intelligents, tirent parti des diverses technologies pour aider les consommateurs et les services publics à suivre la consommation d’énergie.

L’une de ces technologies est l’infrastructure de mesure avancée (AMI). L’AMI permet de mesurer, de collecter et d’analyser la consommation d’énergie des compteurs d’électricité intelligents, des compteurs de gaz et/ou des compteurs d’eau selon un calendrier prédéfini. Les données sont ensuite envoyées aux consommateurs et aux fournisseurs d'énergie à des fins de suivi et de facturation, ce qui permet à toutes les parties de comprendre clairement les habitudes de consommation et d'utiliser l'énergie de manière plus efficace.

La gestion de la réponse à la demande (DRM) est un autre type de technologie de réseau intelligent. Facilité par des modèles de tarification en temps réel (où les prix de l’électricité augmentent pendant les périodes de forte demande), le DRM donne la priorité à la gestion côté demande, encourageant ainsi les consommateurs à réduire leur consommation d’énergie pendant les périodes de pointe.

Les unités de mesure de phaseur (PMU) surveillent les ondes électriques sur le réseau électrique en utilisant une source temporelle commune pour la synchronisation. La synchronisation temporelle permet aux fonctionnalités de prendre des mesures à plusieurs endroits du système de distribution et de les combiner pour obtenir une vue complète de son état.

Les fournisseurs d’énergie peuvent également utiliser les technologies V2G (véhicule-to-réseau), également appelées intégration véhicule-to-réseau (VGI). Les batteries des véhicules électriques sont des systèmes de stockage d’énergie particulièrement efficaces. Les systèmes V2G tirent parti de cette efficacité en transférant l’énergie inutilisée du véhicule vers le réseau intelligent, ce qui permet d’équilibrer les pics de consommation d’électricité et de réduire la surcharge du réseau pendant les heures de pointe.

La technologie des réseaux intelligents présente d’innombrables avantages, notamment une efficacité et une fiabilité accrues du réseau et une intégration facile avec les sources d’énergie renouvelable. Cependant, pour réellement maximiser les avantages d’un réseau intelligent, les compagnies d’électricité doivent également mettre en œuvre des stratégies d’optimisation efficaces. Pour tirer le meilleur parti de votre système de réseau de distribution d’électricité intelligent, vous devez :

Miser sur l’analytique avancée

L’analytique avancée aide à prévoir et à gérer plus efficacement l’offre et la demande d’énergie. Les technologies d’intelligence artificielle (IA) et de machine learning (ML) analysent de grandes quantités de données pour en tirer des informations sur les schémas de consommation d’énergie, les périodes de forte demande et la performance du réseau.

Les services publics peuvent tirer parti de ces informations pour optimiser les opérations, améliorer la précision des prévisions de charge, renforcer l’efficacité énergétique et identifier les opportunités de mise à niveau des infrastructures. En outre, les algorithmes d’IA permettent une prise de décision et une automatisation intelligentes, afin de favoriser une gestion optimale du réseau et de réduire les coûts opérationnels.

Surveiller les données du réseau en temps réel et mettre en œuvre la maintenance prédictive

Grâce aux capteurs, à l’analyse de données et aux algorithmes ML, les services publics peuvent surveiller les composants du réseau (par exemple, les transformateurs, les sous-stations et les lignes électriques) en temps réel. La surveillance en temps réel est essentielle pour optimiser la technologie des réseaux intelligents.

Il vous permet d’identifier et de rectifier immédiatement les défauts, les défaillances potentielles et les problèmes de qualité de l’alimentation. Il vous aidera également à mettre en place un programme de maintenance prédictive (PdM), qui planifie de manière proactive les activités de maintenance afin de réduire les temps d’arrêt et d’améliorer la fiabilité globale du réseau.

En outre, les informations tirées des données de surveillance du réseau peuvent être utilisées pour optimiser les stratégies opérationnelles, identifier les zones où les pertes d’énergie sont élevées et réduire les inefficacités du système. Elles vous aideront également à réagir rapidement aux variations dans la demande d’électricité pour garantir un approvisionnement stable et constant.

Intégrer les ressources énergétiques distribuées (RED)

L'intégration des ressources énergétiques distribuées (y compris des sources d'énergie renouvelables telles que les systèmes photovoltaïques (c'est-à-dire les panneaux solaires), des éoliennes et des systèmes de stockage d'énergie) permet de le rendre plus durable et plus Resilient. Ces systèmes de production distribués peuvent réinjecter l’électricité excédentaire dans le réseau et réduire la dépendance à l’égard des centrales électriques traditionnelles à combustibles fossiles.

Les services publics peuvent également utiliser des techniques telles que les algorithmes d’optimisation des réseaux intelligents pour équilibrer la nature intermittente des sources d’énergie renouvelables et assurer la stabilité du réseau. De plus, l’utilisation des RED favorise la production d’énergie locale et réduit les pertes de transmission, améliorant ainsi la résilience globale du réseau.

Mettre en œuvre des mesures de cybersécurité et de protection des données

Étant donné que les réseaux intelligents reposent fortement sur des systèmes interconnectés et l’échange de données, ils sont vulnérables aux cyberattaques. La mise en œuvre de mesures complètes de cybersécurité et de confidentialité des données protégera l’intégrité et la topologie du réseau et garantira un service continu.

Les stratégies d’optimisation doivent inclure des protocoles de chiffrement robustes, une segmentation du réseau, des systèmes de détection d’intrusion et des audits de sécurité réguliers.

En outre, il est essentiel de préserver la confidentialité des données des consommateurs lors de la collecte et de l’utilisation d’informations sensibles telles que les habitudes de consommation et les données personnelles. En donnant la priorité à la cybersécurité et à la confidentialité des données, vous serez en mesure de préserver la confiance de vos consommateurs, favorisant ainsi l’adoption plus large de la technologie des réseaux intelligents.

Maximiser la résilience du réseau grâce aux micro-réseaux

À une époque où les catastrophes et les urgences liées au climat sont en hausse, il est primordial d’améliorer le réseau intelligent pour une résilience maximale. L’utilisation de microréseaux, c’est-à-dire de systèmes autonomes capables de générer et de distribuer de l’énergie de manière indépendante, peut constituer un avantage significatif.

Les micro-réseaux peuvent être intégrés de façon fluide dans l’infrastructure du réseau principal et fonctionner de manière autonome pendant les pannes de courant, afin de garantir l’accès des usagers et des installations critiques à l’électricité. La coordination des micro-réseaux et du réseau principal facilitera l’équilibrage de charge et l’utilisation des ressources, et minimisera les perturbations.

Utiliser les systèmes de stockage d’énergie pour accroître la flexibilité du réseau

Le stockage d’énergie de réseau implique le stockage de l’électricité excédentaire pour une utilisation ultérieure à l’aide de batteries, de volants, de supercapacités et de stockage hydroélectrique par pompage.

Les technologies de stockage d'énergie permettent un stockage efficace et une récupération de l'électricité excédentaire produite par des sources renouvelables pendant les périodes creuses. Déployer des systèmes de stockage d'énergie sur l'ensemble du réseau peut aider les fonctionnalités à équilibrer l'offre et la demande, à atténuer les fluctuations et à garantir une alimentation stable et fiable.

En outre, le stockage d’énergie améliore la flexibilité du réseau en permettant aux sociétés de distribution d’électricité de stocker l’électricité pendant les périodes de faible demande et de la mettre à disposition pendant les heures de pointe, ce qui réduit la pression sur le réseau et le besoin de produire plus d’électricité.

Installer des systèmes d’automatisation et de contrôle du réseau

Les systèmes de gestion de distribution intelligents qui automatisent les composants de réseaux intelligents (comme les sous-stations et les alimentateurs) peuvent surveiller et contrôler les flux d’énergie, équilibrer les charges et minimiser les pertes. Les technologies de commutation automatisée et d’auto-réparation permettent de détecter et d’isoler rapidement les défauts, réduisant ainsi la durée des pannes.

Nous ne pouvons que nous attendre à ce que l'évolution rapide des systèmes énergétiques se poursuive, et peut-être même s'accélère, vers un « internet de l'énergie », dans lequel les appareils intelligents (comme les systèmes d'automatisation) communiquent avec le réseau intelligent pour optimiser la consommation d'énergie à un niveau encore plus granulaire.

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Au 21e siècle, la technologie change fondamentalement la façon dont nous interagissons avec les systèmes Power® et le marché de l’électricité. Elle nous permet de devenir plus conscients de notre consommation d'énergie et de faire des choix plus intelligents, ce qui nous permet de construire un avenir énergétique plus durable. Et avec la bonne approche, nous pouvons tous faire partie de la révolution.