Par Jeremy Cook
Le réseau électrique intelligent est vaguement défini comme la technologie numérique qui permet une communication bidirectionnelle entre un service public et ses clients. Les services publics n’ont plus besoin de déterminer la quantité d’énergie qu’un client a consommée par le biais de relevés manuels, car les compteurs électriques et autres équipements de surveillance peuvent fournir ces informations et même renvoyer des informations en temps quasi-réel.
Cet aperçu permet aux services publics de réagir aux problèmes ou à l’augmentation de la demande beaucoup plus rapidement qu’auparavant. Il offre également aux clients des statistiques en temps réel et un meilleur contrôle de leur consommation électrique. Une grande partie de l’infrastructure de compteurs et de ligne est aujourd’hui « intelligente », mais cela n’a pas toujours été le cas. Dans cet article, nous examinerons comment la technologie du réseau intelligent s’est développée, et où elle se dirige dans le « futur du réseau intelligent ».
Les origines du réseau électrique
Les premiers systèmes de distribution d’électricité ont été mis en service à la fin des années 1870 et au début des années 1880. La production d’électricité était extrêmement localisée, transmettant l’énergie sur moins d’un kilomètre, dans la plupart des cas. Lorsque le courant continu a cédé la place à la transmission en courant alternatif, la production d’électricité est devenue l’affaire d’opérateurs indépendants de grande envergure dans les grandes villes, chacun disposant de son propre ensemble de lignes de transmission. Un bâtiment à New York pouvait avoir le choix entre plusieurs sources d’énergie, une abondance de richesses, ainsi qu’une horreur pour les yeux, tandis que les zones périphériques étaient, au sens propre comme au figuré, laissées dans l’obscurité.
Aux États-Unis, tout a changé pendant la Grande Dépression, lorsque nombre de ces compagnies d’électricité concurrentes ont fait faillite. Le gouvernement fédéral a investi massivement dans des projets d’infrastructure tels que le système de barrages de la Tennessee Valley Authority pour la production d’électricité et a mis en place des réglementations afin que les compagnies d’électricité puissent travailler ensemble sans avoir besoin de plusieurs séries de lignes. Au moment où les États-Unis sont sortis de la Seconde Guerre mondiale, les installations de production et de distribution d’électricité étaient fermement reliées, fournissant une couverture des pics de charge et une alimentation de secours.
Aujourd’hui, il existe trois réseaux aux États-Unis : les zones Ouest, Est et Texas. Le Texas, en tant qu’État, participe à ces trois réseaux, et il existe en fait une zone qui les borde tous les trois dans la protubérance occidentale du Texas. Le Canada participe également aux grilles de l’Ouest et de l’Est et possède une zone indépendante au Québec. Cette collaboration entre le Canada et les États-Unis présente certainement des avantages, mais elle signifie également que les pannes à grande échelle, comme la panne du Nord-Est de 1965 et sa « suite » en 2003, peuvent se produire en cascade au-delà de nos frontières nationales collectives.
a technologie intelligente entre en ligne
Le réseau intelligent moderne permet d’éviter les pannes généralisées et permet aux services publics de faire face aux charges variables et à la production distribuée, tout en améliorant l’accès des clients aux informations sur leur propre consommation. Le développement de la lecture automatique des compteurs (AMR) a été le moteur du réseau intelligent. Les compteurs capables d’AMR permettent aux techniciens de passer à proximité, à pied ou en véhicule, pour recevoir la facturation et d’autres informations sans fil, sans inspection visuelle.
L’AMR a évolué vers l’infrastructure de compteurs avancée (AMI), où il n’est plus nécessaire d’envoyer un technicien sur site pour relever les compteurs, et où les informations sont relayées automatiquement vers et depuis la compagnie d’électricité. Dans une mise en œuvre possible de cette technologie, les compteurs forment un réseau maillé entre eux pour la transmission locale des données. Ce réseau est ensuite relié à la compagnie d’électricité par l’intermédiaire d’un dispositif de relais spécialisé utilisant le réseau de données cellulaire.
Ce type d’interface de données en temps réel signifie que les compagnies d’électricité peuvent répondre avec précision aux besoins immédiats en électricité et aux tendances générales. Il permet également aux clients de surveiller leur consommation et d’adapter leur comportement pour réduire leur facture. De plus, la capacité de communication bidirectionnelle permet à une compagnie d’électricité de couper l’alimentation des clients à des fins de maintenance ou de facturation.
L’avenir du réseau intelligent
La poursuite de la prolifération de la technologie des réseaux intelligents contribuera à une utilisation plus efficace des ressources et à une diminution des probabilités de pannes en cascade dues à une défaillance des équipements. Toutefois, étant donné la fréquence quasi générationnelle de ces pannes, les véritables avantages peuvent être difficiles à déterminer. Les pannes massives d’équipement sont peut-être rares aujourd’hui, mais le nouveau défi du XXIe siècle sera de faire face à la nature intermittente des technologies d’énergie verte comme le solaire et l’éolien. Le vent souffle comme bon lui semble, et le soleil peut être notoirement inconstant. Grâce à l’intégration de l’IA et du Big Data, le réseau intelligent pourrait éventuellement contribuer à maîtriser cette imprévisibilité.
Nous verrons probablement davantage d’initiatives comme le programme EnergyWise de Duke Energy, où les chauffe-eau, les pompes de piscine et les systèmes CVC sont temporairement désactivés en fonction de la demande. Le système est suffisamment intelligent pour éteindre d’abord le chauffe-eau, ce qui passe largement inaperçu aux yeux des propriétaires. Les pompes de piscine viennent ensuite, et les systèmes CVC sont les derniers. Je l’utilise personnellement depuis des années et je n’ai remarqué aucun effet, si ce n’est une facture d’électricité légèrement plus basse grâce à un crédit attribué à titre d’incitation à l’inscription.
L’intégration de la production d’électricité domestique et des micro-réseaux dans le réseau électrique global nécessitera une coordination entre les grands services publics et un certain nombre de petits acteurs, probablement facilitée par ces concepts de réseau intelligent. Les propriétaires de maisons et d’entreprises peuvent également s’attendre à un meilleur retour d’information en temps réel sur la consommation et la production d’énergie s’ils choisissent d’approfondir leur utilisation au-delà des factures mensuelles. Évolution de la technologie de réseau intelligent : L’efficacité au-delà des compteurs électriques ?
La technologie des réseaux intelligents pourrait transformer notre relation avec la consommation d’énergie au cours de la prochaine décennie, tant aux États-Unis qu’à l’échelle internationale. Des données facilement disponibles sur l’utilisation d’un bâtiment nous permettent de faire un meilleur usage de nos ressources. Si le réseau intelligent tel qu’il est décrit ici fait référence à l’électricité, il est à noter que la plupart des concepts présentés peuvent également s’appliquer aux compteurs de gaz et d’eau.
