Miniréseau communautaire intelligent

Les projets de « microréseau intelligent d’énergies renouvelables et de stockage d’énergie pour les collectivités » visant à l’automatisation du départ de ligne de la plateforme du service de distribution d’électricité d’Elexicon Energy contribuent à la modernisation des réseaux de distribution d’électricité. Ils comportent des technologies innovatrices de pointe qui améliorent le fonctionnement des réseaux de distribution et donnent aux abonnés un plus grand choix et une plus grande maîtrise sur leur consommation d’énergie.

Le projet comporte des retombées positives à long terme pour la collectivité notamment l’adoption de procédés de production d’énergie renouvelable, de la recharge de véhicules électriques, des améliorations dans la qualité de l’alimentation et de la fiabilité du réseau, etc. Une collectivité à infrastructures intelligentes adhérant à des principes de développement durable offre une capacité d’adaptation, une autoproduction d’énergie verte, une gestion de la demande et des éléments de conservation réduisant l’empreinte carbone. Elexicon effectue également des essais de terrain d’un équipement de stockage qui profite directement à la collectivité. Ceci réduit le besoin d’actifs de production centralisés et permet d’élaborer des politiques et des règles de facturation nette virtuelles.

Le financement du projet est assuré par le ministère de l’Énergie de l’Ontario et par IESO dans le cadre du Fonds de développement du réseau intelligent et du Fonds d’innovation du réseau, respectivement. Le Fonds de développement du réseau intelligent assure le financement pour les essais, la mise au point et la prochaine génération de technologies capables de transformer les réseaux de distribution d’électricité en réseaux modernes propulsés par les technologies numériques.

Objectifs :

Ce projet de microréseau efficace mis sur pied au niveau de la collectivité utilise des ressources d’énergie décentralisées (les RED) qui mettent en commun des ressources entre collectivités et dans tout le réseau de distribution. Le but est d’implanter trois « volets » de microréseaux comme suit :

  • Volet I : Microréseau résidentiel; (intégration des énergies renouvelables et économie d’énergie, recharge de véhicules électriques et interconnexion avec le système SCADA)
  • Volet II : Microréseau de collectivité; collaboration de développement de la première collectivité dotée de systèmes énergétiques intelligents en Ontario et démonstration des avantages futurs pour les collectivités
  • Volet III : Microréseaux nichés; coordination de multiples microréseaux avec la gestion du réseau de distribution d’électricité.

Solution :

L’exploitation du microréseau utilisera la production d’énergie solaire et d’autres RED de la collectivité intégrés avec une plateforme logicielle, notamment les systèmes de stockage d’énergie Powerpack et Powerwall de Tesla.

Le projet constitue une stratégie unique de développement de collectivité et le premier de ce genre en Ontario et au Canada. L’ensemble du projet gravite autour du développement d’un réseau de collectivité allant du poste de transmission jusqu’aux résidences individuelles, assurant la visibilité sur l’alimentation en données d’exploitation aux systèmes d’exploitation SCADA d’Elexicon pour surveiller le départ de ligne et optimiser ses actifs (les RED ou d’autres actifs d’exploitation) dans des conditions en temps réel. Le miniréseau sera surveillé et géré par des vigies logicielles et des analyses de données. La plateforme logicielle fournira également des fonctions de contrôles automatisés pour réaliser des réductions de pointes d’intensité, des améliorations dans la qualité d’alimentation et des îlots d’exploitation de microréseau.

 

Le site du projet est actuellement en phase de développement pour 27 habitations en rangée à Ajax, en Ontario et comprend les éléments suivants :

  1. 25 kW de panneaux solaires PV installés sur les toits
  2. 250 kW/500 kWh Tesla Powerpack (système de piles de stockage d’énergie en collectivité — BESS)
  3. Raccordement triphasé à la collectivité
  4. Plateforme logicielle exclusive
  5. Chargeur de véhicule électrique de niveau II

Unité Tesla Powerwall de 5 kW/13,5 kWh (système résidentiel stockage d’énergie à piles)

Valeur potentielle pour les collectivités résidentielles et les services d’électricité :

Empreintes carbone réduites grâce à la production locale d’énergie renouvelable

  • Visibilité, contrôles en temps réels des ressources d’énergie décentralisées et des microréseaux en départ de ligne
  • Stockage d’énergie décentralisé pour les services auxiliaires, étalement dans le temps de la demande de pointe
  • Harmonisation et finalisation des règlements et politiques de facturation nette et de tarification relatives aux RED
  • Robustesse du réseau par l’entremise d’une architecture en microréseau
  • Développement durable de la collectivité pour les promoteurs
  • Cadre réglementaire et tarifaire pour la facturation nette virtuelle
  • Raccordement triphasé à la collectivité

Ce projet s’attaque en particulier aux problématiques d’économies d’énergie qui prévalent dans les collectivités informatisées et réduit l’empreinte de collectivités futures :

  • Planification pour une collectivité dotée de réseaux énergétiques intelligents: Ce projet est celui de la première collectivité qui planifie de se doter de réseaux énergétiques intelligents en Ontario et l’un des premiers projets du genre au Canada. Les promoteurs de cette collectivité font preuve d’innovation en cherchant à se démarquer des constructeurs traditionnels. Le microréseau de collectivité permet aux services d’électricité de collaborer au développement d’une collectivité dotée de réseaux énergétiques intelligents dès sa fondation et de mettre au point des processus et des procédures en tant que schéma directeur des collectivités futures à consommation énergétique intelligente. Ce projet est un site de démonstration pour la collectivité future de Seaton (population prévue de 70 000 personnes) à Pickering, en Ontario.
  • Avantages cumulés du stockage d’énergie sur un départ de ligne de distribution: le stockage d’énergie mis en place sur le départ de ligne en collectivité fait partie d’un microréseau. Outre la robustesse du réseau, ce projet évaluera les avantages du stockage d’énergie sur un départ de ligne de distribution en lien avec le report de capacité de distribution, l’alimentation d’appoint (îlotage) et la fiabilité, la régulation de tension optimisée, la compensation de puissance réactive et le lissage de l’énergie photovoltaïque.
  • Utilisation des RED comme solution non filaire alternative (NFA) : le système de piles sera raccordé à un départ de ligne, à une distance de 2 à 3 km de la sous-station, jugée problématique, car elle passe à travers une zone très boisée. Ce branchement comporte ses propres problèmes physiques (branches d’arbres, petits animaux, etc.). Cependant, électriquement, ceci entraîne des creux de tension, des mises en sécurité indésirables et des pannes. Le système de stockage d’énergie fournira une solution non filaire alternative simple et reportera un investissement pour la société locale de distribution.
  • Sensibilisation et participation de la collectivité: le promoteur de la collectivité est un partenaire dans ce projet. Ceci assure que les résidents attachent une grande valeur à la structure unique de leur collectivité et qu’ils voient les avantages sous la forme d’une plus grande robustesse du réseau et de crédits de production décentralisée. Dès le départ, la collectivité disposera de contrôles informatisés accrus pour isoler et alimenter des ressources énergétiques essentielles en cas de panne. Chaque résident de la collectivité profitera d’une source d’énergie additionnelle sous la forme d’une unité Powerwall. Cette collectivité s’inscrit dans le cadre des initiatives en développement durable de la ville de Pickering. Ses membres ont également intérêt à partager les enseignements du projet qui entraînera une adoption accrue pour ces méthodologies de développement durable pour ces collectivités.
  • Réduction des gaz à effets de serre: un estimé conservateur fait état pour cette collectivité de réductions de gaz à effets de serre d’environ 0,55 gigatonne d’équivalent CO2, d’ici 2050 (SAISS Consulting Group Inc.). Les principaux objectifs dans le cadre du projet sont d’élaborer un modèle de développement pour les collectivités dotées d’infrastructures intelligentes au Canada sur le plan des problèmes rencontrés, des leçons tirées, des obstacles liés à la réglementation et des solutions offertes. En échangeant ces renseignements avec les villes et les autorités municipales pour assurer une plus grande adoption de technologies par les collectivités, on accroît ainsi la pénétration de marché de technologies qui prennent en charge les résidences à émissions nettes et les collectivités résidentielles.
  • L’alimentation monophasée par rapport à l’alimentation triphasée pour une collectivité: une première collectivité à alimentation triphasée en Ontario. La collectivité mettra en commun un système de conservation d’énergie à piles (SCEP) sous la forme d’une unité Powerpack de 250 kW/500 kWh. Ce système nécessite un raccordement triphasé au réseau de distribution. Traditionnellement, les réseaux électriques de l’Ontario ne sont alimentés qu’en monophasé pour les collectivités de cette taille. Un raccordement triphasé est nécessaire pour permettre aux collectivités de démontrer la viabilité de la mise en commun à grande échelle de ressources énergétiques et d’y participer.

L’hypothèse sous-jacente pour entreprendre ce projet est que les RED contribuent à la réduction de la durée moyenne des pannes de réseaux (DMP) et de la fréquence moyenne des pannes (FMP) et qu’elles peuvent être optimisées selon les contraintes du réseau. Le projet peut démontrer que la collectivité pourrait avoir moins de pannes et de meilleurs relevés et entraîner un usage accru des RED partout en Ontario et au Canada pour réduire les indices de panne pour tous les services d’électricité.

The underlying hypothesis of undertaking this project is that DERs contribute to reducing SAIDI and SAIFI numbers and can be optimized according to grid constraints. It can demonstrate that the community could have fewer outages and better read-throughs and lead to additional DER usage across Ontario and Canada to reduce SAIDI and SAIFI numbers across all utilities.