Dossier
mars 2016
Le poste électrique 100% transition énergétique, 100% numérique
Une nouvelle génération de postes électriques intelligents

1Le projet du poste électrique intelligent, une première mondiale

Le projet du poste électrique intelligent, une première mondiale

Au départ, comme pour toutes les aventures, il y a une belle idée: démultiplier les capacités des postes électriques, en y intégrant une multitude de technologies numériques et optiques de pointe. Un enjeu de taille, quand on sait que ces postes sont autant de nœuds stratégiques, car ils reçoivent l’énergie électrique, la transforment pour qu’elle se répartisse sur le réseau. Lancé en 2013, le premier prototype mondial de poste électrique intelligent sera installé courant 2016 dans la Somme et l’expérimentation s’achèvera en 2017. Ce démonstrateur contribuera à la spécification du futur palier de contrôle-commande tout numérique dont le déploiement sur l’ensemble du territoire est envisagé à partir du début des années 2020.

 

 

 

 

 

2Comment les technologies numériques optimisent les flux d’électricité ?

Comment les technologies numériques optimisent les flux d’électricité ?

 

Meilleure intégration des énergies renouvelables, augmentation de la puissance des lignes grâce à des outils de surveillance numérique et optique, géolocalisation des incidents à distance…

Découvrez en images, comment le poste électrique intelligent optimisera l’acheminement de l’électricité sur tout le territoire.

 

 

 

 

 

3Un partenariat exemplaire au service des réseaux intelligents

Un partenariat exemplaire au service des réseaux intelligents

Ajustement en temps réel aux conditions météo, intégration optimisée des flux électriques d’origine éolienne ou solaire, remise en service accélérée en cas d’incident… Les atouts du poste électrique intelligent sont nombreux. Plusieurs opérateurs de réseaux électriques dans le monde s’y intéressent d’ailleurs de près. Mais aucun ne s’était encore lancé dans l’installation d’un poste complet, avec toutes les nouvelles technologies qui existent aujourd’hui.

Pour réussir un pari d’une telle ampleur, avec un budget prévisionnel global de 32 M€, pas question d’avancer seuls. Alstom et RTE apportent une contribution majeure, à hauteur de de 20 M€ pour le premier et de 6 M€ pour le second. Les autres partenaires sont ERDF, Schneider Electric, Alcatel Lucent et Neelogy, une start-up qui a développé une technologie très innovante pour mesurer le courant électrique. Soulignons aussi le soutien de l’ADEME, l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie, avec 9,7 M€.

 

 

 

 

 

Des savoir-faire français complémentaires

À chacun son métier: Alstom fournit tous les matériels nécessaires, avec une foule de nouvelles technologies «embarquées». Citons entre autres la fibre optique qui sera installée directement sur des appareils cruciaux pour la gestion du réseau, ou encore les capteurs qui prendront le pouls de nos infrastructures 24 h / 24.

«Les équipes d’Alstom ont défini un vaste programme de recherche et développement pour adapter des produits existants aux nouvelles exigences. Un vrai tour de force, puisqu’aucun des équipements que nous allons installer n’existait il y a encore deux ans!», explique Thierry Buhagiar, responsable du projet chez RTE.

 

 

Alcatel Lucent, de son côté, apporte des solutions de communication haut débit pour permettre aux postes électriques d’échanger des informations entre eux. Avec à la clé un pilotage plus souple, plus réactif et plus efficace du réseau. Leurs experts ont aussi mené une analyse de cybersécurité approfondie. RTE est en effet considéré comme un opérateur d’infrastructures vitales pour le pays. À ce titre, nous devons garantir la sécurité de nos installations face à différents types d’agressions.

 

4Un temps d’avance sur le marché

Un temps d’avance sur le marché

Rencontre avec Thierry Buhagiar, responsable du projet chez RTE

On parle d’intelligence pour décrire ce poste électrique nouvelle génération. Quelles sont ses nouvelles propriétés?

Elles sont nombreuses! Tout d’abord, la fibre optique, dont l’avenir était prometteur, se confirme. Déjà présente dans les postes électriques aujourd’hui, elle sera installée directement sur des appareils cruciaux pour la gestion du réseau, comme les disjoncteurs. En transmettant en temps réel des flux d’informations utiles pour la gestion des activités opérationnelles, elle permettra de renforcer considérablement la sécurité et l’efficacité de l’ensemble du système.

Autre nouveauté: des réseaux de communication haut débit seront déployés entre les 2 800 postes électriques français. Ces postes pourront ainsi échanger des informations entre eux, sans passer par les différents échelons actuels. Autre avantage: ces réseaux haut débit nous permettront de faire circuler de nouveaux types de données, par exemple celles émanant des stations météo qui seront installées sur les postes électriques (voir le premier article de ce dossier).

Grâce à ces données et à une application très innovante appelée «Dynamic Line Rating», nous pourrons connaître les caractéristiques climatiques de n’importe quelle zone, dans un périmètre défini. Et surtout, nous serons capables de réagir en temps réel.

Avec ce projet de poste électrique intelligent, RTE et ses partenaires ont un temps d’avance sur le marché. Dans le monde, plusieurs opérateurs de réseaux électriques mènent actuellement des tests, mais seulement sur certaines «briques technologiques» que nous comptons déployer.

 

 

 

 

 

 

 

 

En Chine, on a commencé à utiliser des technologies numériques dans les postes électriques de manière massive dès le milieu des années 2000, mais avec une conception qui est aujourd’hui obsolète. Avec ce projet, nous sommes vraiment précurseurs.

Vous parlez d’une plus grande souplesse… Quels sont les autres avantages, notamment économiques, du poste électrique intelligent?

Premier bénéfice, directement lié à cette souplesse: une gestion au niveau local du réseau optimisée, en allant au plus près de ses limites de fonctionnement. Concrètement, avec une connaissance beaucoup plus précise et continue de son état, nous serons en mesure de réduire pour partie les marges de sécurité que nous devons aujourd’hui conserver. Avec, à la clé, la possibilité de faire circuler là encore davantage de courant électrique sur le réseau pour des infrastructures équivalentes.

C’est loin d’être anodin! Dans les régions exposées aux vents forts, le réseau n’est parfois pas capable, en l’état, d’absorber les flux en provenance de producteurs d’énergie éolienne de plus en plus nombreux. C’est par exemple le cas en Picardie, où nous réalisons notre première expérimentation (voir article 7 dans ce dossier).

 

 

 

 

En utilisant les données météo pour augmenter les capacités des lignes existantes, on répond à leur besoin en évitant de construire de nouvelles infrastructures, souvent très coûteuses pour la collectivité. C’est un bénéfice pour tout le monde.

Autre avantage majeur attendu : une réduction des coûts de maintenance. Avec toutes ces technologies numériques, nous réaliserons beaucoup d’opérations à distance. C’est aussi moins de carburant dépensé et moins de CO2 émis.

Autre atout, et non des moindres : une qualité d’électricité renforcée. En cas d’aléas sur le réseau, le poste électrique intelligent sera capable de déterminer avec précision la localisation du problème. Grâce à ses connexions à haut débit avec les autres postes, il nous donnera en quelque sorte les coordonnées GPS de l’incident!

 

 

5Tout comprendre sur le poste électrique intelligent

Une solution 100% numérique unique au monde

Nœuds stratégiques du réseau, les postes électriques ressemblent à des gares de triage qui permettent l’acheminement de l’électricité sur le réseau. Ils reçoivent l’énergie électrique et la transforment pour qu’elle se répartisse sur le territoire. Unique au monde, le poste électrique intelligent permet, par l’apport de technologies numériques et optiques,

d’optimiser les capacités des lignes et des transformateurs. En recevant, traitant et transmettant automatiquement un ensemble d’informations numériques, il s’ajuste en temps réel à la configuration du réseau. À infrastructure égale, on estime pouvoir accueillir jusqu’à 30% d’électricité supplémentaire issue d’EnR.

 

Un ajustement instantané aux conditions météorologiques

Saviez-vous que le vent évite aux lignes électriques de chauffer? Ainsi, quand le vent souffle, il est possible d’augmenter l’intensité du courant sans risque de surchauffe. Grâce à une station météo intégrée, le système peut exploiter cette capacité de refroidissement en s’adaptant automatiquement.

Ainsi, la puissance des lignes est augmentée par grand vent, au bénéfice des énergies éoliennes. Les données fournies par les nouvelles liaisons à haut débit pourront à l’avenir recalculer et changer cette capacité à chaque minute, soit 525 600 fois par an ; alors qu’actuellement cette variation ne s’opérait qu’une seule fois par saison.

 

Un système autocicatrisant

En cas de défaut sur une ligne, une analyse automatisée des incidents couplée à des moyens de monitoring permanent permet de caractériser les défauts à distance et de les géolocaliser par GPS. Les reprises de service après mise hors tension sont ainsi accélérées.

Le renforcement de la redondance, la mise en place de systèmes d’autodiagnostic et d’autocicatrisation améliorent la résilience et contribuent à la qualité d’approvisionnement aux consommateurs.

 

Une cybersécurité renforcée

Pour faire face à l’ensemble des risques liés aux nouvelles technologies, l’usage de systèmes de communication à haut débit pour l’échange de données est couplé à des moyens innovants de sécurisation. La sécurité du poste est assurée par des systèmes de détection anti-intrusion hyper fréquence et des caméras thermiques à très haute définition à reconnaissance de formes.

Ces caméras sont par ailleurs utilisées pour assurer le monitoring thermique permanent de l’ensemble des équipements haute tension.

 

Un impact environnemental positif

Le nouveau poste électrique intelligent, composé de bâtiments plus compacts à haute efficacité énergétique et de matériels HT à impact environnemental réduit, intègre des solutions basse consommation (refroidissement naturel, limitation des émissions, éclairage LED, télédiagnostic, télémaintenance limitant les déplacements...).

Le poste électrique intelligent confère au réseau l’interactivité nécessaire pour compenser l’intermittence des énergies renouvelables pour une véritable solidarité électrique des territoires.

 

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6Première expérimentation dans la Somme

Première expérimentation dans la Somme

La région Picardie* affiche de grandes ambitions dans la production d’énergies renouvelables avec un quasi-triplement de la capacité de production installée à l’horizon 2020. La Somme est le premier département français par sa capacité de production éolienne avec 5% de la capacité de production nationale. En 2015, 700 MW de capacité éolienne seront installés. Il faudra gérer l’intermittence de cette production et son acheminement vers des bassins de consommation qui peuvent être éloignés; notamment en été, lorsque la consommation locale est au plus bas et que des coups de vent font monter en puissance la production éolienne.

Une première expérimentation du poste électrique intelligent démarre dans la Somme. Deux postes intelligents doivent être implantés: l’un à Blocaux situé sur la commune de Gauville (Somme), et l’autre à Alleux. Après une phase de qualification au centre de R&D d’Alstom de Montpellier, une partie du matériel a été installée sur le poste de Blocaux à l’été 2015 pour une mise en service à l’automne.

 

 

 

 

 

 

 

De nouveaux ouvrages seront ensuite raccordés et le poste remis à niveau entre janvier et octobre 2016. En juillet 2016, le poste électrique intelligent de Blocaux sera opérationnel afin de valider l’ensemble du projet d’ici à juillet 2017. Ces expérimentations permettront, par exemple, d’étudier la capacité thermique des lignes électriques en fonction du vent.

Ces recherches ont pour objectif d’améliorer la capacité d’accueil du réseau de transport d’électricité et la flexibilité du système électrique. Le développement des SmartGrids en France permettra de conforter les politiques énergétiques régionales et d’optimiser les investissements dans les énergies renouvelables en favorisant la mutualisation des ressources et des secours pour une véritable solidarité électrique des territoires.

*les chiffres ont été consolidés avant la fusion des régions Picardie et Nord Pas-de-Calais

 

2 Commentaires

Un système prédictif, optimisant à la fois l arrivée/fluctuation des nouvelles sources de production et la conduite du réseau de transport électrique. Une très belle réussite !
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Les avancements technoloogique nous permettent de pouvoir atteindre l'objectif "energie = energue consomme je vous souhaite beaucoup d'ennovation pour pouvoir sauver la planete. Salutations."
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