SmartGrids : les réseaux électriques intelligents

Résumé

Le point sur la recherche concernant les SmartGrids : présentation du nouveau paradigme énergétique, le concept de smartcustomer, la conduite des réseaux de transport, la reconfiguration des réseaux de distribution, les outils de pilotage et d'aide à la décision, la régulation des réseaux éléctriques intelligents, etc.

Contributeur(s)
- Sabonnadière, Jean-Claude. Directeur de publication/coordinateur/coordonnateur
- Hadjsaïd, Nouredine. Directeur de publication/coordinateur/coordonnateur
Éditeur(s)
- Hermès science publications-Lavoisier
Date
- DL 2012
Notes
- Notes bibliogr. Index
- Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (389 p.) : ill. ; 24 cm
Collections
- Traité EGEM
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-7462-2594-7
Indice
- 621.31 Énergie électrique (production, transport, distribution)
Quatrième de couverture
- Le traité Electronique, Génie Electrique, Microsystèmes répond au besoin de disposer d'un ensemble de connaissances, méthodes et outils nécessaires à la maîtrise de la conception, de la fabrication et de l'utilisation des composants, circuits et systèmes utilisant l'électricité, l'optique et l'électronique comme support.
  Conçu et organisé dans un souci de relier étroitement les fondements physiques et les méthodes théoriques au caractère industriel des disciplines traitées, ce traité constitue un état de l'art structuré autour des quatre grands domaines suivants :
  Electronique et micro-électronique
  Optoélectronique
  Génie électrique
  Microsystèmes
  Chaque ouvrage développe aussi bien les aspects fondamentaux qu'expérimentaux du domaine qu'il étudie. Une classification des différents chapitres contenus dans chacun, une bibliographie et un index détaillé orientent le lecteur vers ses points d'intérêt immédiats : celui-ci dispose ainsi d'un guide pour ses réflexions ou pour ses choix.
  Les savoirs, théories et méthodes rassemblés dans chaque ouvrage ont été choisis pour leur pertinence dans l'avancée des connaissances ou pour la qualité des résultats obtenus.
Tables des matières
- - SmartGrids
  - Jean-Claude Sabonnadière/Nouredine Hadjsaïd
  - Lavoisier
  - Chapitre 1. Des réseaux électriques aux SmartGrids 19
  - Nourredine Hadjsaïd et Jean-Claude Sabonnadière
  - 1.1. Introduction19
  - 1.1.1. Le nouveau paradigme énergétique19
  - 1.2. Les technologies de l'information et de la communication au service du réseau24
  - 1.3. Intégration des nouvelles technologies26
  - 1.4. Le contexte français dans la perspective européenne28
  - 1.5. Report sur le vecteur électrique35
  - 1.6. Les principaux déclencheurs du développement du réseau intelligent35
  - 1.7. Définitions de «réseau intelligent» ou «SmartGrids»36
  - 1.8. Quels objectifs un réseau de transport intelligent permet-il d'atteindre ?37
  - 1.9. Quels objectifs un réseau de distribution intelligent permet-il d'atteindre ?39
  - 1.9.1. L'évolution souhaitée des réseaux de distribution : vers des réseaux de distribution intelligents39
  - 1.9.2. Objectifs techniques40
  - 1.9.3. Objectifs socio-économiques et environnementaux41
  - 1.10. Les acteurs concernés par la mise en oeuvre du réseau intelligent42
  - 1.11. Recherche et aspects scientifiques du réseau intelligent43
  - 1.11.1. Exemples de concepts innovants en développement44
  - 1.11.2. Les verrous scientifiques, technologiques, commerciaux et sociologiques48
  - 1.12. Préparer les compétences nécessaires au développement des SmartGrids50
  - 1.13. Conclusion51
  - 1.14. Bibliographie52
  - Chapitre 2. Du SmartGrid au SmartCustomer : le changement de paradigme 55
  - Catherine Failliet
  - 2.1. Les grandes tendances55
  - 2.1.1. La crise55
  - 2.1.2. La prise de conscience environnementale57
  - 2.1.3. Les nouvelles technologies57
  - 2.2. L'évolution de la relation des citoyens à l'énergie59
  - 2.2.1. La curiosité59
  - 2.2.2. L'exigence de transparence60
  - 2.2.3. La responsabilité61
  - 2.3. Le modèle historique des énergéticiens61
  - 2.3.1. Des opérateurs historiques en monopole naturel61
  - 2.3.2. Une dominante technique62
  - 2.3.3. Une relation client peu développée63
  - 2.4. Les SmartGrids vus du client65
  - 2.4.1. La première étape : la révolution des données65
  - 2.4.2. La seconde étape : la mise en place d'un écosystème intelligent68
  - 2.4.3. Les freins des consommateurs70
  - 2.5. Quid des possibles modèles d'affaire72
  - 2.5.1. Un buzz mondial inédit... et la quête d'un modèle d'affaire72
  - 2.5.2. La recherche par les pouvoirs publics d'un modèle de régulation vertueuse75
  - 2.5.3. Une ouverture pour de nouveaux acteurs77
  - 2.6. Bibliographie79
  - Chapitre 3. Les réseaux de transport, acteurs des SmartGrids 81
  - Hervé Mignon
  - 3.1. Un contexte énergétique en mutation : le développement des énergies renouvelables82
  - 3.2. Un contexte énergétique en mutation : de nouveaux modes de consommation86
  - 3.3. De nouveaux défis92
  - 3.4. Un réseau de transport en évolution97
  - 3.5. Conclusion100
  - 3.6. Bibliographie102
  - Chapitre 4. SmartGrids et conduite de réseaux de transport 103
  - Jean-Louis Coullon
  - 4.1. Introduction103
  - 4.2. La gestion des ressources de production distribuée : les énergies renouvelables104
  - 4.2.1. Caractérisation de la production renouvelable distribuée105
  - 4.2.2. L'intégration des énergies renouvelables dans les processus de conduite108
  - 4.3. La gestion de la demande (Demand Response)111
  - 4.4. Le développement du stockage, les microréseaux, les véhicules électriques116
  - 4.4.1. Les nouveaux modes de stockage116
  - 4.4.2. Les microréseaux117
  - 4.4.3. Les véhicules électriques117
  - 4.5. Le pilotage des liens à courant continu HVDC118
  - 4.6. L'analyse de sécurité120
  - 4.6.1. La stabilité et le modèle de réseau120
  - 4.6.2. L'analyse continue : les PMU121
  - 4.6.3. Les limites dynamiques123
  - 4.6.4. Les réseaux autocicatrisants (self-healing)124
  - 4.7. La gestion intelligente des équipements125
  - 4.8. Le déploiement des SmartGrids : les besoins réglementaires128
  - 4.8.1. Les besoins des projets pilotes129
  - 4.8.2. Les incitations à l'investissement dans la sécurité du réseau129
  - 4.8.3. Les renouvelables129
  - 4.8.4. Les incitations à l'investissement pour l'efficacité énergétique130
  - 4.8.5. La répartition des coûts/bénéfices130
  - 4.8.6. Les nouveaux cadres réglementaires131
  - 4.9. Les standards131
  - 4.9.1. Le cas des SmartGrids131
  - 4.9.2. Les travaux en cours132
  - 4.9.3. Les coopérations134
  - 4.10. Eléments d'architecture des systèmes134
  - 4.10.1. Elargir la vision134
  - 4.10.2. Considérer les changements «verticaux»138
  - 4.10.3. Développer les outils de l'intégration139
  - 4.11. Bibliographie140
  - 4.12. Remerciements140
  - Chapitre 5. Le gestionnaire des réseaux de distribution au coeur de la révolution des SmartGrids 141
  - Pierre Mallet
  - 5.1. Bref rappel de quelques éléments généraux sur les réseaux électriques de distribution142
  - 5.2. Les changements en cours : vers plus de complexité143
  - 5.3. Les réseaux intelligents permettent la transition vers une énergie décarbonnée144
  - 5.4. Les différents volets des SmartGrids145
  - 5.5. La gestion intelligente des actifs145
  - 5.6. L'exploitation et la conduite intelligentes146
  - 5.7. Le comptage intelligent147
  - 5.7.1. Le projet Linky147
  - 5.7.2. De nouveaux services pour les clients148
  - 5.7.3. Le comptage intelligent permet de moderniser fortement la gestion du réseau149
  - 5.8. Les services intelligents149
  - 5.9. L'optimisation locale intelligente150
  - 5.9.1. Production décentralisée150
  - 5.9.2. Gestion active de la demande152
  - 5.9.3. Moyens de stockage décentralisés153
  - 5.9.4. Nouveaux usages dont les véhicules électriques153
  - 5.9.5. Optimisation locale du système154
  - 5.10. Le distributeur ERDF est au coeur des réseaux intelligents de l'avenir155
  - 5.11. Bibliographie155
  - Chapitre 6. Architectures, planification et reconfiguration des réseaux de distribution 157
  - Marie-Cécile Alvarez, Raphaël Caire et Bertrand Raison
  - 6.1. Introduction157
  - 6.2. Structure des réseaux de distribution159
  - 6.2.1. Postes de livraison HTB/HTA160
  - 6.2.2. Réseaux bouclés ou maillés161
  - 6.2.3. Types de conducteurs163
  - 6.2.4. Souterrain/aérien164
  - 6.2.5. Postes HTA/BT164
  - 6.3. Planification des réseaux de distribution165
  - 6.3.1. Principes de planification166
  - 6.3.2. Ensemble des critères que doivent respecter les architectures proposées168
  - 6.3.3. Planification long terme et planification moyen terme173
  - 6.3.4. Impact du raccordement des GED sur la structure du réseau HTA179
  - 6.3.5. Proposition d'une nouvelle architecture bouclée : la structure hybride188
  - 6.4. Reconfiguration pour la réduction des pertes Joule191
  - 6.4.1. La problématique des pertes Joule191
  - 6.4.2. Formulation mathématique du problème d'optimisation193
  - 6.4.3. Optimisation combinatoire200
  - 6.4.4. Différentes approches pour la recherche de la configuration optimale205
  - 6.4.5. Reconfiguration des réseaux partiellement maillés216
  - 6.5. Bibliographie218
  - Chapitre 7. Outils de pilotage et d'aide à la décision 221
  - Yvon Bésanger, Bertrand Raison, Raphaël Caire et Tran-Quoc Tuan
  - 7.1. Introduction221
  - 7.2. Le réglage de tension222
  - 7.2.1. Introduction au réglage de tension dans les réseaux de distribution222
  - 7.2.2. Réglage de la tension dans les réseaux de distribution actuels223
  - 7.2.3. Le réglage de tension dans les réseaux de distribution avec production décentralisée224
  - 7.2.4. Conclusion sur le réglage de tension235
  - 7.3. Plan de protection236
  - 7.3.1. Plan de protection HTA238
  - 7.3.2. Régime de neutre HTA240
  - 7.3.3. Caractéristiques des défauts241
  - 7.3.4. Les coupures242
  - 7.3.5. Impact de la production décentralisée sur le fonctionnement des protections des départs243
  - 7.4. Reconfiguration suite à un défaut : résultats du projet INTEGRAL246
  - 7.4.1. Buts du projet INTEGRAL246
  - 7.4.2. Description du démonstrateur247
  - 7.4.3. Principes généraux de l'auto-cicatrisation250
  - 7.4.4. Quelques résultats253
  - 7.5. La sûreté de fonctionnement257
  - 7.5.1. Concepts de base de la simulation Monte-Carlo258
  - 7.5.2. Conclusion sur la sûreté de fonctionnement265
  - 7.6. Bibliographie266
  - Chapitre 8. SmartGrids et intégration des véhicules électriques 269
  - Florent Cadoux et George Gross
  - 8.1. La révolution du transport individuel électrique269
  - 8.1.1. Contexte269
  - 8.1.2. Une technologie de plus en plus crédible270
  - 8.1.3. Exemple : la Fluence ZE270
  - 8.1.4. Quelles conséquences sur le réseau électrique ?271
  - 8.1.5. Gestion de la demande et V2G272
  - 8.2. Les véhicules électriques comme «charges actives»272
  - 8.2.1. Services énergétiques273
  - 8.2.2. Régulation de fréquence274
  - 8.2.3. Réserve et effacement de charge275
  - 8.2.4. Autres services276
  - 8.3. Impacts économiques276
  - 8.3.1. Un marché potentiellement lucratif mais limité276
  - 8.3.2. De nouveaux modèles d'affaire277
  - 8.3.3. Intégration aux marchés278
  - 8.4. Impacts environnementaux278
  - 8.4.1. Synergie avec les sources intermittentes278
  - 8.4.2. Efficacité énergétique279
  - 8.4.3. Autres avantages280
  - 8.4.4. Evaluation des gains environnementaux280
  - 8.5. Défis technologiques281
  - 8.5.1. Architecture281
  - 8.5.2. Infrastructure de communication281
  - 8.5.3. Stratégie de contrôle282
  - 8.5.4. Retour d'information283
  - 8.6. Facteurs de risque283
  - 8.6.1. Adoption des véhicules électriques283
  - 8.6.2. Viabilité de la gestion de la demande284
  - 8.6.3. Risques technologiques284
  - 8.6.4. Risques économiques284
  - 8.7. Conclusion285
  - 8.8. Bibliographie286
  - Chapitre 9. Comment les technologies de l'information et de la communication vont transformer les réseaux électriques 289
  - Gilles Privat
  - 9.1. Introduction289
  - 9.2. Enjeux de centralisation du contrôle290
  - 9.2.1. Pourquoi les SmartGrids ne seront pas des «réseaux intelligents»290
  - 9.2.2. Du Home Area Network au smart home grid : l'extension du réseau local de données au réseau électrique de la maison292
  - 9.2.3. Le smart home grid pour l'optimisation locale de l'efficacité énergétique294
  - 9.2.4. De la maison aux microgrids, vers l'autonomie de contrôle de sous-réseaux297
  - 9.3. Interopérabilité et connectivité298
  - 9.3.1. Grid computing, utility computing : lorsque le réseau électrique est un modèle pour les technologies de l'information298
  - 9.3.2. Avatars de la connectivité, lorsque la connectivité remonte de la couche physique jusqu'aux modèles d'information299
  - 9.4. Du synchronisme à l'asynchronisme300
  - 9.4.1. Synchronisme absolu et relatif, de bas niveau et de haut niveau301
  - 9.4.2. Des données asynchrones à l'électricité asynchrone302
  - 9.4.3. De l'information asynchrone à l'énergie «paquetisée» asynchrone303
  - 9.5. L'Internet du futur pour les SmartGrids305
  - 9.5.1. Vers une infrastructure partagée pour les SmartGrids et les réseaux physiques : côté capteurs305
  - 9.5.2. Vers une infrastructure partagée : côté cloud306
  - 9.6. Conclusion307
  - 9.7. Bibliographie308
  - Chapitre 10. Les systèmes d'information dans le comptage et la gestion du réseau 311
  - Hervé Barancourt
  - 10.1. Introduction311
  - 10.1.1. Classification des systèmes d'information311
  - 10.1.2. Démarche313
  - 10.2. Le système d'information de comptage313
  - 10.2.1. Présentation du système de comptage313
  - 10.2.2. Architecture du système de comptage316
  - 10.2.3. Les données manipulées321
  - 10.2.4. Le déploiement d'un système de comptage323
  - 10.3. Le SI Comptage dans la gestion du réseau325
  - 10.3.1. Les liens avec les SI de gestion du réseau de distribution325
  - 10.3.2. Le triptyque du SmartGrid327
  - 10.4. Conclusion : urbanisation du système de comptage327
  - 10.4.1. Deux approches327
  - 10.4.2. L'information du «consomm'acteur»329
  - 10.4.3. Synthèse330
  - 10.5. Bibliographie331
  - Chapitre 11. Smart meters et SmartGrids : une approche économique 333
  - Jacques Percebois
  - 11.1. La Demand Response, conséquence de la libéralisation de l'industrie électrique et de la montée des préoccupations environnementales334
  - 11.1.1. Spécificités de l'électricité334
  - 11.1.2. Impact de l'ouverture à la concurrence335
  - 11.1.3. Impact des objectifs de réduction des émissions de CO₂338
  - 11.2. La régulation traditionnelle par la tarification ne suffit plus à éviter le risque de «défaillance» en pointe338
  - 11.2.1. Faire face à la défaillance338
  - 11.2.2. Des moyens de pointe coûteux, ce qui réduit l'incitation à investir339
  - 11.2.3. Accentuer la différenciation horo-saisonnière des tarifs340
  - 11.3. Les smart meters, un outil au service de l'effacement et du marché de capacité343
  - 11.3.1. Vers un marché de l'effacement343
  - 11.3.2. Qui finance l'installation des compteurs ?346
  - 11.3.3. Bilan économique de l'opération347
  - 11.4. Des smart meters aux SmartGrids : quel bilan ?349
  - 11.5. Bibliographie351
  - Chapitre 12. La régulation des réseaux électriques intelligents 353
  - Didier Laffaille
  - 12.1. La régulation et le financement des réseaux électriques intelligents353
  - 12.1.1. Les dépenses de R&D doivent-elles être soumises à un mécanisme incitatif ?354
  - 12.1.2. Comment faire face aux coûts de déploiement des SmartGrids ?355
  - 12.1.3. Quels sont les investissements devant être supportés par les tarifs d'acheminement et dans quelle mesure ?355
  - 12.1.4. Une coopération à mettre en place ?355
  - 12.2. La régulation et les modèles économiques356
  - 12.3. L'évolution de la chaîne de valeur358
  - 12.3.1. Comment vont s'imbriquer les secteurs de l'énergie et celui des technologies de l'information et des télécommunications ?358
  - 12.3.2. Quel sera le rôle du consommateur et des nouveaux acteurs dans la chaîne de valeur ?360
  - 12.4. L'émergence d'un modèle économique des réseaux électriques intelligents361
  - 12.4.1. Faut-il un cadre réglementaire pour favoriser le déploiement des SmartGrids à l'échelon de l'Union européenne ?361
  - 12.4.2. Quelle déclinaison en France ?363
  - 12.5. La régulation peut apporter une aide à l'émergence des réseaux électriques intelligents365
  - 12.5.1. Comment s'assurer que les gestionnaires de réseaux tiendront compte de l'intérêt général dans leurs décisions d'investissement ?366
  - 12.5.2. L'exemple du compteur évolué Linky367
  - 12.5.3. Comment financer les investissements dans les réseaux intelligents ?368
  - 12.5.4. Quel cadre de régulation pour encourager des investissements efficaces dans les réseaux intelligents ?370
  - 12.5.5. Quelle évolution des tarifs est acceptable par les consommateurs ?370
  - 12.5.6. Quels sont les autres champs d'action du régulateur pour favoriser le développement d'un écosystème des réseaux intelligents ?371
  - 12.6. Les modèles économiques sont à créer372
  - 12.7. La normalisation des réseaux électriques intelligents373
  - 12.7.1. Pourquoi la normalisation est-elle un élément essentiel pour un développement efficace du système électrique ?373
  - 12.7.2. La normalisation, une réponse aux besoins d'interopérabilité dans les réseaux électriques intelligents ?376
  - 12.7.3. Quels sont les travaux de normalisation des réseaux électriques intelligents en Europe ?377
  - 12.7.4. La normalisation, un enjeu commercial important pour la filière industrielle française et européenne ?380
  - 12.8. En conclusion381
  - 12.9. Bibliographie382
  - Index385
Origine de la notice:
- FR-751131015