Les expériences réseaux d’un distributeur suisse

Smart Energy Day 2013

Les expériences réseaux d’un

distributeur suisse

BKW Energie SA

Alain Schenk

Chef Asset Management Réseaux

Sion, 6 septembre 2013

Sommaire

1. Groupe et réseau BKW

2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD

3. Implications pour le réseau BKW

4. Exemples concrets

5. Conclusion

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1. Groupe et réseau BKW

2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD

3. Implications pour le réseau BKW

4. Exemples concrets

5. Conclusion

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Groupe BKW

Fournisseur de prestations énergétiques leader en Suisse

Société cotée en bourse détenue

majoritairement par le canton de

Berne (52.5%)

Plus de 3'000 collaborateurs

Présent à tous les niveaux de

l’approvisionnement énergétique

Approvisionnement de plus 1'000'000

personnes directement ou via ses

partenaires

Leader des énergies éoliennes et

solaires

Page 4

Réseaux – éléments essentiels de

l'approvisionnement électrique

Page 5

Illustration: NNMV-CH 2008

Chiffres selon ElCom 2011

10 %

03 %

14 %

07 %

20 %

07 %

39 %

Répartition de la valeur du

réseau CH (19.1 Mrd CHF)

déjà

sm

art

pas (e

ncore

) sm

art

Illustration: MMEE-CH 2011

Réseau BKW

Postes et transformateurs

80 postes haute tension (niv. 2 – 5)

1‘136 départs

144 transformateurs

4‘769 stations transformatrices (niv. 6)

11‘743 armoires de distribution de

quartier (niv. 7)

Lignes

Niveau 3: 1'065 km (16% câble)

Niveau 5: 4‘525 km (48% câble)

Niveau 7: 10‘750 km (86% câble)

Valeurs 2011

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Topologie actuelle des réseaux de

distribution

UST

Worblaufen

UST

Deisswil

UST

Gümligen

Réseaux bouclés et maillés avec nombreuses possibilités de couplage (90%)

UST

Schwarzenburg

SST*

Guggisberg

Gurnigel

Sangernboden

Lignes en antenne avec protection sélective et stations de couplage télécommandées

(10%)

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1. Groupe et réseau BKW

2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD

3. Implications pour le réseau BKW

4. Exemples concrets

5. Conclusion

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Stratégie 2050: développement des

sources d'énergie renouvelable

Qui produira quelle quantité et comment l'énergie sera-t-elle

acheminée aux consommateurs ?

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Variabilité de la production solaire et

éolienne

Source: Powertage 2012 – Referat S. Linder, ABB

Besoin de

stockage

Hydro, Nuklear, Biomasse, etc.

Hydro, Nuklear, Biomasse, etc. Janvier

Juin

Besoin de stockage

Charge

Charge

Illustration : Suisse avec 30 % de production solaire et éolienne

Page 10

Impact sur la distribution: modification

de la direction des flux d'énergie

Flux aujourd'hui Flux futurs

Page 11

Restriction de l'énergie injectée en raison

de la capacité des réseaux

Roseto losses of

production (%)

- 2010: 16.3%

- 2011: 13.8%

- 2012: 9 %

Roseto losses of

revenues (%)

- 2010: 12,6 %

- 2011: 5 %

- 2012: 2.7 %

Significant reduction due to Terna improved operation and

management of the high voltage grid (temperature sensors,

seasonal limits, natural cooling in high wind speed conditions)

Parc éolien BKW Roseto Valfortore (Italie)

Monitoring et "déclenchement" (contrôle des

injections) aujourd'hui encore moins cher que le

stockage

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Solutions techniques

Construction de réseau classique

• Renforcement des lignes et

transformateurs (câblage incl.)

• Modification de la topologie du

réseau

Solutions innovantes

• Transformateurs de quartier

réglables

• Régulateurs de tension

• Régulation de l'énergie réactive

(onduleurs des installations PV)

• Gestion de la production et de la

charge

• Stockage

• Microgrid Source: Schneider Electric

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Elément clé: technologies de stockage

se

c./

min

. h

eu

res

jo

urs

/se

m,

~ Stock. de masse (>10 MW)

~ Poste (250kW-10MW)

~ Quartier (25-100kW)

~ Maison indiv. (1-10kW)

Tem

ps d

e d

éch

arg

e

Volants

d'inertie

Batteries

Super Caps / Bobines

Air comprimé

Pompage-

turbinage

Power to Gas

(H2, SNG)

Source: Sterner 2009 Page 14

Elément clé: mesure / estimation d'état

Seite 15

Défis liés au tournant énergétique

modéré

grand

très important

faible

Illustration: MMEE-CH 2011

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2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD

3. Implications pour le réseau BKW

4. Exemples concrets

5. Conclusion

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Croissance des installations photo-

voltaïques chez BKW

0

1000

2000

3000

4000

2010 2011 2012 2013

Prévision

Demandes effectives

Signification du domaine photovoltaïque (PV) pour le domaine de la construction

de réseau

Actuellement (2011 - 2013) environ 10 % des projets de développement de réseau

sont liés à la production décentralisée (raccordements exclus)

Majorité des raccordements de production décentralisée: PV (> 95 %)

Moins de 10% de tous les raccordements PV nécessitent un renforcement du réseau

Demandes de raccordements PV

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Le graphique montre les différences de développement de la charge selon le scénario. La croissance individuelle de charge pour chaque poste BKW est indiquée par les barres grises, les

colonnes représentent les valeurs moyennes.

Sm

ax,2

04

0/S

ma

x,2

01

0

Reference

Scénarios de développement

Green

Policy

Central

Prosperity Stagnation

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00 Consommation

moyenne jours d'hiver

Injection moyenne

dimanches d'été

Croissance 1,5% p.a.

Charge actuelle

Croissance moyenne

de la charge 0.96 1.27 1.43 1.19 0.62 1.39 0.60 0.86

– Valeur pour chaque

poste

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Ville

Campagne

rural /

montagne

urbain /

banlieue Catégorie selon

Distribution Code

UST Köniz

• Consommation

128 GWh

• Habitants: 24‘000

• 0.5 % population

agglomérations CH

• Toits 1 km2

Simulation

sgebiet

UST Schwarzenburg

• Consommation

60 GWh

• Habitants: 10‘000

• 0.4 % population

campagnes CH

• Toits 4.7 km2

Simulation

Capacité d'intégration des installations

photovoltaïques dans le réseau BKW * (1/3)

Zone d'approvisionnement représentative

*: Etude BKW et Meyer Burger Page 20

Charge

• Profils ¼ heure

• Semaine, samedi et

dimanche

• Hiver, été, entre saisons

Sans renforcement

réseau et stockage

Avec renforcement

réseau et stockage

Un réseau 400V représentatif pour chaque catégorie a été sélectionné et modélisé

Production

• Profils ¼ heure

• Hiver, été, entre saisons

Capacité d'intégration des installations

photovoltaïques dans le réseau BKW (2/3)

Sans renforcement et sans stockage, une part importante de l'énergie solaire

est perdue

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Zones rurales

• Possibilité d'élévation de tension hors tolérances

• Surcharges ponctuelles

Zones de montagne

• Injections jusqu'à 8 fois supérieures à la pointe de charge

• Nombreuses lignes du réseau 16kV surchargées (>200%)

Campagne

Ville

Injection maximale (campagne)

• Seul 30% du potentiel total peut être exploité sans surcharge

Injection maximale (ville)

• Le potentiel peut être exploité à 100% sans surcharge du réseau

Capacité d'intégration des installations

photovoltaïques dans le réseau BKW (3/3)

Sans renforcement du réseau, la différence entre le potentiel total et l'injection

maximale peut théoriquement être absorbée grâce à un stockage local

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1. Groupe et réseau BKW

2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD

3. Implications pour le réseau BKW

4. Exemples concrets

5. Conclusion

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Pilote A: Tests smart grid depuis 2009

Cockpit (Valeurs 1/4h)

Historique

Informations tarifaires

Rapport mensuel

Mesure appareils

La valorisation des chauffe-eaux en tant que stockage d'énergie est testée en

pratique dans le cadre d'un projet pilote BKW

• 300 clients pilote à Ittigen

• Portail client (Internet)

Visualisation de la

consommation

• Rapport mensuel PDF

• Depuis octobre 2012

PowerVISU (visualisation de la

production photovoltaïque)

Démonstration live:

ismart.inergie.ch/iSmart/showview

Page 24

Pilote B: Gestion de la charge

Projet pilote FlexLast Gestion flexible des chambres froides MVN* (accumulation thermique)

• Intégration de gros

consommateurs industriels dans

un "smart grid"

• Test de l'engagement d'énergie

de réglage découlant du

déclenchement, respectivement

enclenchement, intelligent de la

charge

• Soutenir le développement d'un

"smart grid" en Suisse avec un

projet phare

La gestion intelligente de grosses charges et des techniques du

bâtiment contribuent au succès du tournant énergétique

* Centre de distribution Migros Neuendorf SA Page 25

Installation ponctuelle de

transformateurs de quartier réglables

Sources: Schneider Electric (transformateur)

Prof. Dr.-Ing. Rolf Witzmann

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Installation de transformateurs de

quartier réglables dans le cadre du

plan de développement du réseau

1. Groupe et réseau BKW

2. Signification du tournant énergétique du point de vue d'un GRD

3. Implications pour le réseau BKW

4. Exemples concrets

5. Conclusion

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Conclusion

• Les réseaux de distribution se trouvent face à un défi majeur lié à la

mise en place de la politique énergétique 2050.

• Dans la plupart des cas, le réseau actuel ne pourra pas absorber la

production décentralisée prévue sans la prise de mesures.

• Le réseau doit évoluer afin de pouvoir répondre aux exigences futures

de flexibilité des consommateurs et de variabilité de la production.

• Les solutions combinent la construction de réseau classique et les

technologies innovantes.

• Un déploiement généralisé n'est économiquement pas justifié pour le

moment.

BKW se prépare activement à cette mutation, développe des

solutions en partenariat et propose des prestations innovantes

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