Le synchrophaseur, la nouvelle arme du smart grid

Source : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63472.htm

99.7% du temps le réseau de transmission fonctionne parfaitement et l’électricité est délivrée selon les besoins. Mais que se passe-t-il pour les 0.,3% du temps restant lorsque le réseau tombe en panne ? Les coupures et fluctuations de courant aux USA coûtent 150 milliards de dollars chaque année, dont 33% sont dus aux coupures totales, et 66% aux interruptions momentanées [1]. Depuis 40 ans, cinq grands black-outs ont eu lieu et parmi eux, trois se sont passés dans la dernière décennie. Cette recrudescence s’explique par une demande grandissante. Depuis 1982 le pic de demande a toujours excédé de 25% l’augmentation des capacités de transmission. De plus on s’attend à ce que cette demande en électricité double dans les 20 prochaines années. Dans ces conditions de stress habituel sur les lignes de courant, il devient essentiel de maîtriser et d’optimiser au maximum les flux sur le réseau. Mais comment y parvenir lorsqu’on sait que le réseau électrique est âgé de plus de 50 ans ?

Cartographier le comportement des lignes de transmission et le réseau de distribution en temps réel

Une des solutions pour rendre le réseau plus fiable est l’ajout de synchrophaseurs appelés également Phase measurement units (PMU) [2]. Placés à l’intersection des lignes de transmissions et sur une partie du réseau de distribution, les PMU permettent de mesurer la phase du courant 30 fois par seconde, soit une fréquence 120 fois supérieure aux systèmes actuels. A l’aide d’un système GPS, les informations récoltées sont alors comparées entre elles, permettant de tracer une carte en temps réel des phases du réseau électrique. Grâce à ces données, il est possible d’estimer le stress sur le réseau et de synchroniser les lignes de transmissions entre elles. Ce système devrait également permettre d’estimer les risques de panne et d’éviter les coupures de courant à grande échelle, de parvenir à une meilleure optimisation des lignes de transmission, de faciliter l’intégration des sources d’énergie intermittentes et enfin, d’améliorer la sécurité sur le réseau.

Un programme soutenu par les institutions fédérales

Afin d’accélérer et de cadrer le déploiement des synchrophaseurs, la North american synchrophasor initiative (NASPI) [3] a été mise en place. La NASPI est une collaboration entre le US department of energy (DoE), la North american electric reliability corporation (NERC) ainsi que plusieurs distributeurs, centres de recherche et industriels. Grâce à la NASPI plusieurs projets ont pu voir le jour. Le DoE a ainsi attribué une bourse de 53,9 millions de dollars pour lancer le Western interconnection synchrophasor program. Neuf autres partenaires ont également investi dans le projet, rassemblant un total de 107,8 millions de dollars. Le programme, mené par le Western electricity coordinating council (WECC) qui gère la sécurité et la robustesse du réseau électrique pour 11 états de l’Ouest, devrait permettre d’économiser près de 2 milliards de dollars dans les 40 prochaines années, selon les prévisions. Depuis son lancement 137 PMU ont été installés [4].

Un déploiement encore à ses débuts

A l’heure actuelle, grâce aux PMU installés, les distributeurs sont parvenus à améliorer la compréhension et le contrôle en temps réel de l’état du réseau. Cependant seul le distributeur Southern California Edison a mis en place un véritable système opératoire automatisé. Par ailleurs, il est bon de noter que la Chine reste le meneur dans cette industrie avec plus de 1.000 unités déjà déployées. Pour comparaison les USA disposent actuellement de seulement 250 unités. [5]