Conférence smart grid du 5-12-12-Présentation SUPELEC
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05/10/2012
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Contribution des bâtiments à la sécurisation des réseaux électriques
Concevoir et gérer des bâtiments « smart grid compatibles »
Marc Petit
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• La structure du système électrique
• Contraintes d’un réseau électrique
• Caractérisation de la consommation électrique
• Des régions spécifiques (Bretagne et PACA)
• L’effacement : définition, pourquoi et comment ?
• Le pilotage de la charge : un outil pour l’intégration des EnR
• Besoin des smart buildings
• Conclusion
Sommaire
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• Un réseau de transport 400 kV à 63 kV (RTE)
• Réseaux maillés (100 000 km)
• Raccordement des moyens de production centralisés
• Réseau 400 kV interconnecté
• Un réseau de distribution 20 kV et 400 V (ErDF et ELD)
• Réseaux arborescents (1 200 000 km)
• Raccordement de production distribuées (éolien, PV, cogen, µ-hydro)
• Acteurs
• Gestionnaires de réseaux, producteurs,
• Fournisseurs, consommateurs, opérateurs d’effacement
• + la CRE
Structure du réseau électrique
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• Equilibre P=C à tout instant
• Le système électrique fonctionne en puissance
• P=C garantit F = 50Hz
• P=C assuré par les groupes
• Nécessite une bonne prévision de ma consommation
• Maintien de la tension autour de Unom
Pour les réseaux de distribution :
• la tension baisse du poste vers les charges
• Gestion par le dimensionnement (longueur des départs et charges
raccordées)
• Les limites thermiques des ouvrages
Contraintes du système électrique
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• Prévision de
consommation
• Répartition (2011)
• Résidentiel (33%)
• Tertiaire (27%)
• Industrie (25%)
Consommation électrique
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(source : RTE, 2012)
• Cas du 08 février 2012
• Chauffage résidentiel > 2 à 3 fois le chauffage tertiaire
• Chauffage ≈ 35 % de la consommation à la pointe du soir
Consommation : usages
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(source : RTE, 2012)
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• 12 % de la consommation
• Tendance en ralentissement
• Effets de la RT2012
• Forte thermo-sensibilité (2300 MW/°C)
Consommation : chauffage électrique
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Part du chauffage électriquedans les logements neufs
(source : RTE, 2012)
• Éclairage : 1er poste de conso dans le tertiaire (24TWh/an)
• 35% bureaux
• 50% santé
• 60% lycées
• Solutions de réduction
• LED, fluo, détecteurs de présence, variateurs
• Ademe : potentiel de -77% pour les bâtiments scolaires
Consommation : éclairage
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(source : RTE, 2012)
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• 40% d’augmentation de la pointe record entre 2001 et 2012
• 10% d’augmentation des TWh
La pointe de consommation
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(source : RTE, 2012)
• Bretagne et PACA-Est sont des péninsules électriques
• Très peu de production locale � Consommation importée
• Difficultés dans la gestion du réseau (tension basses en bout de ligne)
• Besoins de réduire la consommation dans les périodes critiques
(pointes ou incidents)
Des régions spécifiques
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• Baisse de puissance électrique appelée au point de
raccordement, sur sollicitation externe, pendant un temps
donné, résultant d’une action qui modifie le comportement
du consommateur (CURTE)
� Demand Response
• Durée : > 30min
• Action différente des tarifs EJP, Tempo
L’effacement : définition
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• Pour réduire le besoin en capacités de production de
pointe
• Pour contribuer à réduire les émissions polluantes
• Pour participer à l’équilibre P=C (système ou RE)
• Pour répondre à une contrainte du réseau pour éviter un
délestage brutal :
• Congestion (réseau de transport ou distribution)
• Problème de tension basse
L’effacement : pourquoi ?
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• Analyser l’infrastructure consommatrice
• Identifier les potentiels de flexibilité : quelle puissance ?
pendant combien de temps ?
• Cibles : charges CVC (climatisation, ventilation,
chauffage), éclairage (?), recharge VE/VHR
• Installer des équipements de contrôle-commande, smart
meters (pour évaluer la quantité effacée)
• Acteur : l’agrégateur pilote les charges
L’effacement : comment ?
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• La quantité effacée a une valeur car elle évite le recours à
un moyen de production (coût de combustible, CO2)
• Dédommager le consommateur pour sa flexibilité (adapter
l’utilisation d’un outil industriel, réduction temporaire du
confort thermique)
• L’agrégateur se charge de la valorisation (mécanisme de
capacité, mécanisme d’ajustement). Besoin d’agréger un
volume suffisant (> 10MW)
L’effacement : valorisation ?
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• MDE : réduction durable de l’énergie consommée
• Effacement : réduction ponctuelle de la puissance
consommée. Pas nécessairement de baisse de l’énergie
consommée
L’effacement vs MDE
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• Problématique des énergies renouvelables : production
intermittente difficile à prévoir
• Intermittence à gérer pour garantir P=C : action sur le
production ou la consommation
• Couplage de la consommation avec la production EnR :
• EnR avec des charges stockable (chaleur, froid, VE/VHR)
• solaire avec la climatisation/chauffage
• Pour réduire un contrainte locale du réseau électrique
• Favoriser l’autoconsommation
L’effacement et les EnR
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• Secteur résidentiel/tertiaire : 60% de la consommation
• Besoins de bâtiments flexibles et pilotables
• Charges stockables : ECS, inertie des bâtiments
• Moyens de production intégrés (PV)
• Développer les smart appliances
• Deux axes
• Nouveaux bâtiments : penser leur flexibilité dès la conception, mais
puissance effaçable faible si BBC
• Bâtiments anciens : améliorer leur inertie, mise en place de capteurs et
compteurs/sous-compteurs, architecture électrique adaptée
Pourquoi des smart buildings ?
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• Le système électrique a besoin d’une demande flexible
• Résidentiel et tertiaire : 60% de la conso
• Forte thermo-sensibilité liée au chauffage électrique
• Les bâtiments sont un élément clé d’une consommation
flexible et de la MDE
Conclusion
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