Nous tenons tous pour acquis une alimentation électrique fiable. La transition énergétique pose toutefois des défis aux gestionnaires de réseaux électriques : de nombreux groupes électrogènes décentralisés et de nouveaux consommateurs puissants sont intégrés, ce qui modifie fondamentalement les profils de charge et de production des ménages. Une puissante borne murale personnelle, par exemple, fonctionne avec une capacité de recharge de 22 kW, ce qui correspond à une dizaine de machines à laver. Les systèmes photovoltaïques classiques des maisons individuelles peuvent fournir jusqu'à 15 kW lorsque le soleil brille.
Plus de transparence pour nos réseaux électriques
Eva Buchta | Inventeurs de l'année Siemens | Doctorat
Eva Buchta est l'inventrice de l'année 2024 : son invention contribue à stabiliser l'alimentation
« Dans le passé, lorsque l'électricité était principalement fournie par de grandes centrales, le comportement de consommation des ménages pouvait être suffisamment bien estimé. Aujourd'hui, il y a de nombreuses nouvelles charges ponctuelles et des pics de production qui obligent de plus en plus à surveiller et à contrôler nos réseaux locaux au plus bas niveau de tension », explique Eva Buchta, lauréate du prix Inventeurs de l'année 2024 dans la catégorie doctorat. « Mon invention propose une méthode permettant d'estimer de manière fiable l'utilisation actuelle du réseau électrique, même sur les réseaux de distribution locaux, où très peu de mesures en temps réel sont généralement disponibles. »
Analyse des producteurs et des consommateurs
Dans un premier temps, il est crucial d'identifier précisément les différents acteurs d'un réseau électrique. Quels sont les groupes électrogènes présents, où sont-ils situés et combien y en a-t-il ? Et quels types de consommateurs sont connectés ? Par exemple, s'il y a plusieurs grandes centrales photovoltaïques côte à côte, il y a de fortes chances que des surtensions se produisent dans cette zone par temps ensoleillé ; s'il y a de nombreuses bornes de recharge dans une zone, la tension peut chuter dans certaines conditions. Ces informations générales peuvent être utilisées pour créer des profils de consommation types pour les ménages et des statistiques de production pour les centrales photovoltaïques. Les corrélations déterminées entre les consommateurs permettent également d'estimer avec beaucoup plus de précision l'état actuel du réseau électrique.
Déterminer la probabilité d'un état critique du système
« L'objectif est d'améliorer la transparence du réseau de distribution d'électricité et de détecter les violations des limites à un stade précoce », explique Eva. Des connaissances préalables approfondies, qui peuvent provenir de données historiques ou statistiques, sont associées à quelques mesures très précises en temps réel pour calculer la probabilité de dépassement des limites sur les lignes à haute tension et les points de connexion. « Si nous voulons placer les points de mesure sur le réseau électrique de manière intelligente, nous n'avons besoin que de quelques points pour évaluer l'état du réseau en temps réel à l'aide d'un modèle statistique », explique Eva. « Les estimations sont suffisamment précises pour que les gestionnaires de réseaux puissent utiliser les données afin de réagir rapidement à la situation actuelle, ce qui permet de gérer les réseaux de manière efficace, durable et sûre. »
