En raison de l’augmentation des charges dynamiques et des injections décentralisées dans un réseau de distribution électrique, les contraintes exercées sur l’ensemble de l’actif, y compris l’homme, sont de plus en plus importantes. Le comportement bidirectionnel de l’alimentation et de la charge, et donc le déséquilibre croissant, génère un “stress dans le système”. Les installations photovoltaïques, notamment, qui injectent de manière très dynamique dans les réseaux en fonction de l’incidence de la lumière, mais sans tenir compte de la charge, ne sont pas étrangères à ce phénomène.

Une solution doit être trouvée pour obtenir un contrôle automatisé du système, mais en tenant compte de la dynamique, basé sur la charge et l’alimentation. Il est important que le matériel et le logiciel supportent le système existant, c’est-à-dire qu’ils puissent également être utilisés dans le cadre d’un rétrofit.

Sur la base des valeurs d’état électriques dans le réseau de distribution, les onduleurs solaires doivent être commandés directement et automatiquement par le régulateur pour les systèmes de production d’énergie verte ¹⁾ , ici le “Solar-Log Base”. Pour la saisie des valeurs de mesure, une SmartGridBox de Camille Bauer est installée dans divers boîtiers de distribution basse tension. Les données de mesure sont, dans ce cas spécifique, transmises à la centrale de données via un routeur LTE avec VPN. Là, elles sont à leur tour traitées via LTE VPN par un appareil leader SmartGridBox décentralisé dans un boîtier de distribution. Le leader SmartGridBox envoie un signal de niveau au régulateur pour les systèmes de production d’énergie verte sur la base d’indications de valeurs seuils comparées aux données de mesure reçues. Le signal reçu est ensuite converti par le régulateur pour les systèmes de production d’énergie verte en un ordre de commande pour la régulation ou l’alimentation des onduleurs PV.

Il est fréquent que plusieurs installations photovoltaïques soient raccordées au même point de connexion au réseau, par exemple à une armoire de distribution. Si les valeurs limites ne sont pas respectées au niveau d’un boîtier de distribution, toutes les installations PV de la zone concernée doivent pouvoir être influencées. Sinon, cela pose des problèmes avec le producteur et ce n’est pas non plus non discriminatoire. Il est également important de mentionner qu’en raison de leur utilisation au sein de l’infrastructure critique, la cybersécurité (OT) intégrée aux SmartGridBox joue également un rôle essentiel en tant que défense contre les manipulations directes.

Un système décentralisé est mis en place avec ce que l’on appelle des SmartGridBox. Dans ce cas, les états individuels des boîtes de distribution (basse tension) sont saisis de manière dynamique. Les valeurs relevées sont envoyées à l’aide d’un routeur LTE, d’une passerelle, etc. à un leader SmartGridBox décentralisé (PV5000L) avec instrument de mesure intégré. Là, les états respectifs sont comparés aux valeurs de consigne.

En fonction du résultat, les onduleurs sont commandés de sorte que les installations PV n’injectent des quantités illimitées dans le réseau que si cela est vraiment utile pour le réseau. En règle générale, l’état de tension (valeur limite) doit être volatil pendant plusieurs minutes avant qu’un ordre de commande ne soit déclenché.

SmartGridBox Leader «PV-Box 5000L»

• Instrument de mesure et unité de commande avec CENTRAX^® CU5000
• Application CodeSys intégrée :
  • pour la saisie des valeurs de consigne de référence et des conditions de déclenchement
  • envoi de valeurs de télécommande (par ex. au régulateur)
• Capteurs Rogowski pour la détection de courant
• Détection de la tension
• Routeur LTE ou passerelle
• Protection contre la foudre en option
• Cyber protection entièrement intégrée
• Boîtier IP65, entièrement câblé
• Dimensions extérieures du boîtier, patte de fixation non comprise
  360 x 160 x 91 mm

SmartGridBox Follower «PV-Box 5000F»

• Instrument de mesure SINEAX^® DM5000
• Capteurs Rogowski pour la détection de courant
• Détection de la tension
• Routeur LTE ou passerelle
• Protection contre la foudre en option
• Cyber protection entièrement intégrée
• Boîtier IP65, entièrement câblé
• Dimensions extérieures du boîtier, patte de fixation non comprise
  360 x 160 x 91 mm

Ce système permet aux gestionnaires de réseau de distribution de maintenir l’équilibre des réseaux directement grâce aux données d’état mesurées. Les puissances sans charge, notamment aux heures d’ensoleillement, peuvent ainsi être contrôlées. Grâce à la solution décentralisée avec la technique de mesure SINEAX^® DM5000 et l’unité de mesure et de commande combinée CENTRAX^® CU5000, un système est facilement modulable et flexible. De plus, le système fonctionne de manière autonome, ne surcharge pas les systèmes de contrôle existants et réduit ainsi la complexité dans une large mesure.

Pour pouvoir mettre en place des pilotes et un déploiement aussi rapidement que possible, il est essentiel de disposer de composants matériels et logiciels adaptés. L’installation simple des SmartGridBox et leurs dimensions extérieures compactes permettent à l’utilisateur de mettre un système en service rapidement et facilement. Les mesures de courant, qui peuvent être facilement intégrées dans des installations existantes grâce à des bobines Rogowski prémontées et préconfigurées, en font également partie.

Une fois le matériel installé, les paramètres peuvent être saisis et réglés soit directement sur place, soit à distance. En fonction de la connexion mobile, une visualisation en ligne des états est garantie à tout moment. Bien entendu, le système peut également communiquer via le haut débit, pour autant qu’une connexion soit disponible sur le lieu de mesure et de traitement.

Les SmartGridBox ne se contentent pas d’enregistrer les données de puissance et de charge sur le jeu de barres, mais offrent également la possibilité, en option, de surveiller la qualité du réseau selon la norme CEI 61000-4-30 ou même de représenter la conformité, par exemple selon la norme EN 50160, conformément à la classe A. En option, le système va encore plus loin en permettant de mesurer individuellement les différents départs et de se rapprocher ainsi du thème du réseau intelligent.

Dans une perspective globale, il est important qu’un tel système soit obligatoirement équipé des régulateurs pour les systèmes de production d’énergie verte correspondants afin de garantir une gestion de l’injection conforme au réseau de l’installation de production au point de raccordement au réseau. En outre, il faut tenir compte du fait que les phases pilotes sont considérées comme une phase d’apprentissage, et c’est généralement l’une des caractéristiques importantes des thèmes Smart Grid. La transparence y est d’abord établie grâce aux données de mesure, qui servent ensuite à prendre des décisions (si possible automatisées).