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Équilibrer l’offre et la demande avec des DERMS
Équilibrer l’offre et la demande: sans doute le plus grand défi auquel est confronté le secteur énergétique. Qui plus est, le recours croissant aux sources renouvelables signifie que les défis se sont multipliés. Tandis que l’industrie se distancie des anciennes centrales pour aller vers des ressources énergétiques décentralisées, comment les systèmes de gestion des ressources énergétiques décentralisées (DERMS) peuvent-ils être utilisés ?
Que sont les DERMS?
Comme leur nom l’indique, les DERMS (Distributed Energy Resources Management Systems) sont utilisés pour gérer les dispositifs de production et de stockage de l’énergie décentralisés dont le réseau dispose. Les plateformes logicielles DERMS sont conçues pour prévoir, surveiller, contrôler et coordonner les ressources énergétiques distribuées (RED) à partir de toute une série de sources, dont des panneaux photovoltaïques, des parcs éoliens et des systèmes de stockage de tout le réseau électrique.
Les DERMS permettent à l’opérateur de savoir en un coup d’œil où chaque actif se situe dans un système de distribution. Pour les réseaux énergétiques compliqués, ces systèmes peuvent également gérer un grand nombre d’actifs distribués, y compris des sites renouvelables volatils.
Avantages d’un DERMS
La visibilité et le contrôle simplifiés permettent aux utilisateurs de rapidement comprendre le paysage énergétique et de prendre les décisions nécessaires concernant le flux d'énergie. Lorsque les opérateurs du système travaillent avec un nombre imposant d'appareils individuels et de sources d'énergie déconnectées, il leur est facile de perdre de vue la destination de l'énergie. Ce manque de vision peut affecter la prise de décision et les bénéfices dans le contexte d’une offre et d’une demande fluctuantes. Les DERMS rassemblent le paysage énergétique et permettent aux opérateurs d'ajuster le contrôle au niveau qui convient le mieux à leurs besoins.
Outre l'optimisation de l'utilisation de l'énergie, les DERMS peuvent contribuer à l’accroissement des bénéfices tirés de la vente d'énergie en fournissant un suivi en un coup d'œil, ainsi que des limites définies en fonction de facteurs tels que l'heure de la journée et la quantité d'énergie produite.
Ces systèmes jouent un rôle vital dans l'optimisation de la fourniture d'énergie et dans la prévention des pannes dues aux surcharges, problème qui tend à être plus répandu avec certains types de production d'énergie.
Des DERMS pour les énergies renouvelables
L'instabilité de la fourniture d'énergie est un problème de plus grande ampleur dans le contexte des énergies renouvelables, où les caprices des éléments naturels, comme le vent et la lumière du soleil, sont parfois imprévisibles. Un DERMS constitue un moyen de contrôle de ces sources et de minimisation de l'impact de cette instabilité sur les réseaux énergétiques, ainsi que sur la consommation et la vente d'énergie.
Imaginons un réseau qui incorpore plusieurs sources de production d’énergie renouvelable, dont une centrale hydroélectrique et un parc éolien qui se situent tous deux dans des régions géographiques différentes.
Contrairement aux centrales hydroélectriques, au sein desquelles la puissance peut être mieux gérée, les parcs éoliens subissent souvent des surtensions imprévisibles. Quand des vents forts soufflent, par exemple, il n’existe aucun moyen de limiter la production d’énergie et aucun endroit où stocker l’énergie excédentaire. C’est particulièrement fréquent pour les parcs éoliens, étant donné qu’une grande partie de leur production se fait la nuit, quand la demande en énergie est faible.
Ces surtensions entraînent le risque de provoquer des pannes et des coupures sur le réseau à cause de fluctuations d’énergie inédites qui surchargent le système. Pour éviter ce problème, l’énergie a plus tendance à être éloignée du réseau. Par conséquent, celle-ci est gaspillée.
En contrôlant le réseau distribué dans son ensemble, les opérateurs pourraient utiliser des DERMS pour mieux gérer ces surtensions inédites. Dans cet exemple, réduire l’approvisionnement énergétique depuis la centrale hydroélectrique en fermant une zone du barrage pourrait être efficace. Cela permettrait de transférer en toute sécurité la surtension issue de la puissance éolienne dans le réseau, sans provoquer une panne de courant soudaine.
Toutefois, les DERMS doivent comporter différents autres systèmes pour permettre un tel niveau de gestion. Cela inclut des systèmes de gestion de la distribution (Distribution Management Systems - DMS), des systèmes de gestion des pannes (Outage Management Systems - OMS) et des systèmes de contrôle et d’acquisition des données (SCADA). En regroupant ces technologies, les opérateurs bénéficient d’une visibilité entière du système électrique et des informations nécessaires pour prendre ce type de décision. Cela dit, la mise en place d’une telle architecture complexe n'est pas toujours simple.
Gestion indépendante
Étant donné que différents systèmes sont en place pour prendre en compte toute une série de générateurs d’énergie ou de dispositifs de stockage, un des problèmes répandus dans le secteur consiste à permettre à tous les systèmes de communiquer les uns avec les autres. Cela est particulièrement difficile en raison du large éventail de protocoles utilisés pour les systèmes individuels dans le secteur énergétique.
Pour rendre cette communication possible, les fournisseurs doivent choisir un système logiciel indépendant. Un système indépendant n'est pas limité par des protocoles ou des dispositifs spécifiques et permet d'obtenir une vue d'ensemble du paysage énergétique. L'utilisation de systèmes individuels pour chaque source d'énergie peut contribuer à la confusion et à l’inefficacité. Les DERMS indépendants intègrent de nombreux systèmes et dispositifs différents et fournissent la visualisation nécessaire à une connexion complexe d'équipements qui, autrement, ne sont pas liés.
Une autre composante utile de ces systèmes centralisés est la possibilité de fusionner les informations qui proviennent de ces derniers en un seul rapport ou en une seule visualisation, au profit d’une analyse globale.
Les logiciels DERMS à l'œuvre
L’une de ces plateformes indépendantes est zenon de COPA-DATA. zenon permet de connecter différents protocoles dans un DERMS. Cela a été démontré dans un projet sur l’île coréenne de Jeju où zenon a été utilisé pour équilibrer la puissance d’un parc éolien sur le banc d’essai du réseau intelligent national.
Avec le DERMS, la Korea Midland Power Co. a obtenu un système de contrôle et de surveillance de l’équipement électrique (Electrical Equipment Control and Monitoring System - ECMS) révolutionnaire à l’aide de zenon. Ce système est basé sur le protocole CEI 61850, une norme internationale qui définit la communication pour les appareils électroniques dans des sous-stations énergétiques.
Étant donné qu’il consistait à gérer des données issues de sept éoliennes et d’un système de contrôle des batteries (Battery Management System - BMS) lithium-ion haute performance, le projet avait besoin d’une plateforme qui pourrait surveiller avec précision les données de différentes sources. Qui plus est, étant donné que le projet concernait des énergies renouvelables, il devait s’assurer que le réseau ne serait pas surchargé de courant, même quand l’offre fluctuait.
Korea Midland Power Co. a utilisé zenon pour afficher des données provenant de tous les actifs distribués à ses opérateurs. Cela a permis de contrôler la quantité d’énergie stockée dans les batteries et la quantité d'énergie transférée directement au réseau. Mais ce n’est pas tout, le logiciel a également permis aux opérateurs de réguler le moment où l’énergie doit être stockée dans les batteries. Cela inclut des données au sujet de la valeur énergétique, ce qui a permis à l’entreprise de gérer l’énergie à temps et de façon rentable.
Par exemple, pendant la nuit, quand l’énergie est moins chère en raison de la demande plus faible, le système s’assure que l’énergie est stockée dans des batteries et n’est vendue au réseau que quand elle peut obtenir le meilleur prix. Cela démontre la capacité des DERMS à optimiser non seulement l’efficacité énergétique, mais aussi la rentabilité.
Équilibrer l’offre et la demande est l’un des principaux défis auxquels le secteur énergétique est confronté. Le recours croissant aux sources renouvelables ne fait que renforcer ce problème. À l’avenir, à mesure que les centrales de production d’électricité renouvelable continueront à prendre de l’ampleur, les DERMS deviendront indispensables dans l’optimisation des dispositifs de production et de stockage décentralisés du réseau.
Découvrez-en plus sur l’application des DERMS avec COPA-DATA
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