Activité

La sûreté du système électrique et les réseaux de transport et de distribution

Réseaux de distribution : une nouvelle donne

Thème(s) de l'article :
Un changement de modèle

Du modèle vertical, acheminant l’électricité des producteurs vers les distributeurs et les consommateurs, le système électrique évolue vers un modèle intégrant et gérant :

  1. de multiples productions décentralisées, intermittentes et peu prévisibles, raccordées, pour la plupart, sur le réseau de distribution
  2. de nouveaux usages comme le véhicule électrique qui peut soutirer ou apporter de l'énergie.

Cette évolution va permettre aux consommateurs de mieux maîtriser leur consommation énergétique, en interaction avec le réseau.

 

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Cette évolution confère à ERDF, gestionnaire du réseau de distribution en France, un rôle nouveau dans le pilotage de l’équilibre entre l'offre et la demande. En effet le développement de la production décentralisée :

  1. pose aux gestionnaires de distribution les mêmes défis pour l'équilibrage et la continuité d’alimentation que ceux rencontrés par les gestionnaires de réseaux de transport
  2. renforce le besoin d’un pilotage au plan local de l’équilibre offre / demande par le réseau de distribution.
L'adaptation du réseau basse tension

Pour gérer le caractère intermittent des énergies renouvelables décentralisées et accompagner les nouveaux usages (véhicules électriques, bâtiments à énergie positive, etc.), le réseau doit se sécuriser, acquérir des moyens de pilotage, gagner en souplesse, devenir un smart grid en intégrant les technologies de l’information et de la communication

> En savoir plus sur : les recherches en cours

  1. 15,7 GW de capacités de production d'origine renouvelable raccordés au réseau ERDF fin 2013 (environ 8% de l'énergie gérée au périmètre ERDF), dont :
    - 7,3 GW éoliens (+ 660 MW en un an)
    - 3,7 GW photovoltaïques (contre 3,1 en 2012, représentant 294 490 installations)
    - 1,8 GW autres énergies renouvelables (+ 118 MW en un an)
  2. D'ici 2030, le réseau de distribution géré par ERDF devrait absorber 15 à 25 GW d’éolien et 15 à 20 GW de photovoltaïque
  3. 3 Md€ d'investissements pour améliorer, développer et moderniser le réseau en 2013
  4. Malgré quatre épisodes météorologiques significatifs (neige collante en mars et en novembre, orages en juillet, tempête Dirk en décembre), le temps de coupure moyen par client a été contenu à 97 minutes en 2013 (198 mn en 2009, 119 mn en 2010, 73 mn en 2011, 75 mn en 2012)

Le réseau moyenne tension est déjà très automatisé. Piloté et surveillé en temps réel par 31 agences de conduite régionale, il est équipé de plus de 100 000 organes de télécommande (dont 3 000 installés en 2013) qui permettent de localiser automatiquement et très rapidement un incident, d'isoler la partie défectueuse et de reconfigurer le réseau pour limiter le temps de coupure. Des systèmes préventifs détectant des signaux anormaux se généralisent, tel Diagnostic on line.

  1. 90 % des défauts sur les lignes de moyenne tension sont automatiquement traités
  2. Moins de 3 minutes pour réalimenter la clientèle dans 60 % des cas
  3. Dans les SEI, la poursuite de la consommation et le développement des énergies renouvelables nécessitent de renforcer les réseaux, de les doter d'organes de manœuvre télécommandés et d'améliorer la qualité de service : 176,8 M€ d'investissements en 2013.

Reste à transformer le réseau basse tension, encore peu automatisé, en smart grid pour lui permettre notamment d'absorber la production photovoltaïque et d'accompagner le développement des véhicules électriques.

Première brique de ce développement, le compteur évolué Linky, développé par ERDF et ses partenaires industriels, améliorera l’observabilité de la basse tension et contribuera à optimiser les solutions de raccordement. Décidé fin 2011, son déploiement offre l’opportunité à EDF de proposer à ses clients des services (bilans énergétiques, incitations tarifaires, pilotage à distance des équipements, etc.) pour consommer mieux, moins et plus intelligemment, dans le droit de fil de son 5e engagement : Vous aider à mieux consommer.

  1. 250 000 compteurs Linky expérimentés depuis 2011 par ERDF en Indre-et-Loire et dans l’agglomération lyonnaise
  2. Juillet 2013 : confirmation par le Premier Ministre du lancement de 3 millions de compteurs Linky avant fin 2016 et du remplacement de 35 millions de compteurs d’ici 2020. Lancement par ERDF d'un appel d'offres pour 3 millions de compteurs
  3. Électricité de Strasbourg a lancé en 2013 une expérimentation de 1 000 compteurs communicants

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Des expérimentations de smart grids

ERDF participe à 13 démonstrateurs de smart grids, notamment :

  1. pilotage de Nice Grid, financé par le Grand Emprunt et le projet européen GRID4EU, pour l'intégration de productions photovoltaïques à petite échelle
  2. pilotage du démonstrateur Venteea pour l'expérimentation d'outils de gestion sur le réseau moyenne tension, dans une zone rurale à forte production d'électricité éolienne
  3. Smart Electric Lyon centré sur Linky pour permettre à 25 000 particuliers, commerçants, entreprises et collectivités du Grand Lyon, une gestion plus intelligente de leurs équipements électriques, tenant compte notamment de l’état du réseau et du prix du kWh
  4. IssyGrid pour l'optimisation de la demande à l'éco-quartier d'Issy-les-Moulineaux
  5. sécurisation de la fourniture dans les îles de Houat et d'Hoëdic, avec la gestion, via Linky, de la production photovoltaïque locale, du stockage par batterie et des effacements de consommation.
  1. ERDF pilote GRID4EU le plus important projet cofinancé par l’Union européenne (25 M€ sur 54 M€ au total) pour les réseaux intelligents. Il rassemble six distributeurs européens représentant 50% des clients de l'Union
  2. Nice Grid : expérimentation d'heures creuses solaires durant l'été 2013
  3. Greenlys : présentation des résultats de la campagne d'effacements hivernale 2012-2013
  4. Smart Grid Vendée lancé en juin 2013 : capteurs télécommandés sur 100 bâtiments publics, nouveaux automatismes sur le réseau, solutions informatiques de simulation et prévision de la consommation,de la production et de l’état du réseau, outils d’aide à la décision et au pilotage actif de la consommation et de la production

Certaines de ces expérimentations intègrent des solutions de stockage d’énergie.

  1. Partenariat industriel avec Saft SAS en 2013 pour tester des solutions d’intégration d’énergies renouvelables au réseau de distribution avec stockage d’énergie
Une approche complète des smart grids

Expérimentation Smart Grid Lyon : premiers résultats

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Les systèmes énergétiques insulaires

Avec le projet Millener financé dans le cadre des investissements d’avenir piloté par l’ADEME et soutenu par les régions et l’Europe, EDF est leader d’un consortium industriel qui expérimente des solutions smart grids en milieu insulaire (Corse, Réunion, Guadeloupe) pour les clients particuliers.

Des energy box et des dispositifs individuels de production photovoltaique couplée à batteries sont installés et testés chez plusieurs centaines de clients volontaires. Objectifs : faciliter les économies d’énergie, procurer des conditions d’insertion harmonieuses des énergies renouvelables intermittentes dans les systèmes insulaires.

Avec le projet Sigma, EDF a mis en place au dispatching de la Martinique la plateforme d’effacement de clients industriels développée par Netseenergie pour réduire les besoins en moyen de pointe.

Dans le cadre de l’expérimentation Clikconso, EDF a déployé fin 2013 à la Martinique 1 000 compteurs Linky associé au portail d’information client d’EDELIA. Ce test vise à évaluer l’intérêt et la faisabilité d’un déploiement de comptage communicant dans un contexte insulaire.

Une concertation renforcée

Le réseau de distribution métropolitain appartient aux collectivités locales qui concèdent la gestion de 95 % de ce réseau à ERDF (les 5 % restants sont gérés en régies ou par des sociétés locales de distribution). Ce système de concessions a été institué dès la création d’EDF en 1946 pour garantir un tarif unique en tout point du territoire, quelle que soient son accessibilité et sa densité de population.

  1. Conclusion en septembre 2013 d'un accord avec la Fédération nationale des collectivités concédantes et régies pour une plus grande efficacité du service public de la distribution de l’électricité

ERDF améliore, modernise et développe le réseau qui lui est ainsi confié via une politique soutenue d'investissements qui concourt à la qualité de la fourniture. Le temps de coupure annuel moyen par client (toutes causes confondues et hors RTE) est de 82 mn (75 mn en 2012, 73 mn en 2011, 119 mn en 2010).

  1. 3,2 Md€ d'investissements en 2013 dont 1,4 Md€ en majorité lié aux raccordement des nouveaux clients et les producteurs
  2. Une augmentation de 356 M€ d'investissements entre 2011 et 2013
  3. 1 196 km de réseaux souterrains HTA dans les grandes villes

En savoir plus sur : Document de référence 2013, section 6.2.2.2.2 (5.53 Mo)

ERDF conduit son action en concertation avec les collectivités. Il participe aux conférences départementales pour mieux coordonner les investissements et a renforcé sa proximité avec ses interlocuteurs en créant 25 directions régionales en 2012. Il fournit aux 700 Autorités organisatrices de la distribution d’électricité les données nécessaires à l’établissement et au suivi des Plans Climat Énergie territoriaux.

  1. 43 collectivités accompagnées dans leur projets énergétiques territoriaux via une offre de fourniture de données agrégées de consommation et production d’électricité

Il accompagne aussi les collectivités territoriales dans leurs projets d'aménagement via des conventions. Objectif : optimiser les investissements et les conditions d’exploitation, améliorer les impacts (esthétique des ouvrages, prévention des risques électriques, etc.), contribuer à l'emploi local (insertion professionnelle).

  1. Une centaine de conventions avec les collectivités territoriales dont près de la moitié conclues en 2013

Pour développer les capacités d'accueil nécessaires au raccordement des ENR, il participe aussi à l'élaboration des Schémas Régionaux de Raccordement au Réseau des Energies Renouvelables qui visent à :

  1. donner de la visibilité aux différents acteurs en identifiant les ouvrages à créer
  2. mutualiser les coûts de création d'ouvrages lourds (postes sources) entre les producteurs qui les utilisent.
Contribuer au déploiement du véhicule électrique

ERDF est impliqué dans les projets de mobilité électrique, pour :

  1. le raccordement des bornes de recharge et le renforcement du réseau afin de fournir l’électricité nécessaire
  2. la régulation des charges sur le réseau (signaux d'heures creuses)
  3. le comptage et le traitement des données de consommation
  4. l'optimisation, avec ses partenaires, de l’implantation des bornes selon des paramètres divers (coûts, trajets, etc.) et le conseil aux collectivités locales.
  1. 400 000 bornes de recharges publiques et 4 millions de bornes privées à déployer d'ici 2020
  2. Plate-forme commune de gestion de données créée en 2013 avec la Caisse des Dépôts, PSA Peugeot Citroën, EDF et la Compagnie nationale du Rhône, Gireve vise à faciliter le développement des services pour la recharge des véhicules électriques : localisation des bornes d'accès public via GPS, smartphones ou internet, informations sur leur disponibilité, réservation, paiement de la recharge, quel qu'en soit l'opérateur

ERDF accompagne les collectivités locales dans leur projet de mobilité électrique.

  1. Partenariat avec la communauté d’agglomération Rouen Elbeuf Austreberthe pour l’installation d'un réseau de bornes de recharge

ERDF expérimente le projet R&D Infini Drive avec La Poste et six autres partenaires, visant à créer un standard de recharge pour les flottes d’entreprises et de collectivités.

  1. 12 sites ERDF et La Poste à Grenoble, Nantes, Nice et Paris équipés de bornes de recharge en 2013
  2. 94 véhicules électriques et 150 salariés de La Poste et d’ERDF utilisateurs
  3. 9,1 M€ dont 3,5 M€ financés par l’Ademe

ERDF développe sa flotte de véhicules électriques. Objectif : 1 500 Kangoo ZE en 2015.

  1. Un parc de 305 véhicules électriques fin 2013 (93 en 2012)

Dans les systèmes énergétiques insulaires, le mix énergétique ne bénéficie pas de l’importante part décarbonée apportée par le nucléaire. Un véhicule électrique rechargé sans précaution sur le réseau risque donc de faire appel à de l’électricité d’origine thermique. EDF engage avec les régions et l’Ademe des projets pour développer des dispositifs de recharge entièrement ou partiellement solaires (projet VERT à la Réunion et ViaSole en Corse) et autant que possible déconnectés du système électrique.

La R&D

Réalisées par les équipes d’EDF R&D pour le compte et en appui des équipes d'ERDF, les travaux de R&D visent à :

  1. améliorer l’efficacité de la distribution : Linky et services associés, amélioration de la téléconduite, diagnostic et monitoring des matériels de réseau et modèles de vieillissement, méthodes stochastiques de planification, prévision des bilans énergétiques et reconstitution des flux, connaissance des profils de clients et des courbes de charges
  2. préparer l’évolution des métiers de la distribution induite par le développement des énergies renouvelables et des nouveaux usages de l’électricité (véhicule électrique) et par l’évolution des modes de consommation (maîtrise de la demande, gestion du bilan carbone).

En complément, ERDF a renforcé en 2013 ses collaborations avec le monde universitaire.

  1. Définition d'un programme de recherche avec l'INP Grenoble, dans le cadre de la chaire industrielle sur les smart grids : 3 thèses ont commencé en 2013
  2. Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance de Lille : thèse sur le réglage de la tension à l’interface des réseaux de distribution et de transport
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