Avec l’augmentation des énergies renouvelables fortement distribuées, dont la production n’est pas pilotable, et la croissance et la diversification des usages de l’électricité, le réseau doit pouvoir s’adapter à des situations de production et de consommation de plus en plus versatiles et difficiles à anticiper. Le CEA-List accompagne les équipes R&D de RTE pour relever le défi majeur de la conception du futur système de contrôle du transport de l’électricité. Le système actuel du réseau de transport comporte deux niveaux : local (protection des lignes) et national (dispatching, prévision et programmation). Pour répondre au besoin crucial d’adaptabilité, RTE souhaite l’ajout d’un niveau intermédiaire, le niveau zonal, au sein d’un système de contrôle plus numérisé et plus distribué.
Le CEA-List a mobilisé ses compétences en modélisation et simulation des systèmes complexes pour rechercher la meilleure architecture, tant sur le plan fonctionnel que matériel, en prenant en compte les critères de flexibilité, de fiabilité et de sécurité. L’expertise du CEA-List inclut l’ingénierie dirigée par les modèles, l’architecture système, la simulation en temps réel, les méthodes formelles pour les systèmes distribués, et son expérience des Smart Grids.
Cette expertise a permis de concevoir une plateforme de modélisation et de simulation du système de contrôle imaginé par RTE et une méthode d’analyse associée.
Basée sur Papyrus, l’outil open-source d’ingénierie système du CEA-List, la plateforme permet ainsi de modéliser rigoureusement différentes architectures possibles du système de contrôle, puis de les simuler. Au cours de ces simulations, il est possible de confronter une architecture à différents types d’aléas afin d’évaluer son comportement.
La modélisation s’effectue à trois niveaux :
La situation est ensuite modélisée et simulée selon trois aspects :
Enfin, les résultats de la simulation sont évalués selon différents critères de sécurité (par exemple, le risque d’endommagement de lignes) et de performance (par exemple, la quantité d’énergie perdue).
En 2024, la plateforme NACRE a été exploitée par le CEA-List et RTE, afin d’étudier deux configurations d’architecture (centralisée et distribuée) sur un ensemble de cinq zones de contrôle soumises à divers aléas. À l’issue ces études, le programme NACRE a été renouvelé pour trois années supplémentaires.
Bien que conçue pour répondre aux besoins de RTE, la plateforme NACRE s’appuie sur des méthodes et des outils génériques. Il est donc possible de reproduire la démarche pour d’autres systèmes d’acheminement de l’énergie, avec un travail modéré d’adaptation. Cela peut concerner en particulier le système d’acheminement du gaz qui, avec l’arrivée des biogaz est confronté à des problèmes de flexibilité similaires à ceux des réseaux électriques.
Nos compétences en ingénierie dirigée par les modèles, notre capacité à intégrer diverses technologies et la richesse des échanges avec RTE sont au cœur du succès de NACRE.
