La sous-station numérique a résolu de nombreux problèmes importants. Les architectures de bus de processus ont réduit le câblage en cuivre. La norme IEC 61850 a amélioré l'interopérabilité. La fusion des unités a permis de rapprocher les données de terrain du point où les décisions sont prises.
Pourtant, de nombreux services publics doivent encore gérer des dizaines de dispositifs de protection et de contrôle répartis dans une sous-station. Chacun de ces appareils a un cycle de vie. Il doit être conçu, configuré, testé, documenté, corrigé, surveillé et finalement remplacé. Au fur et à mesure que les sous-stations se développent, les efforts nécessaires pour les gérer augmentent parallèlement.
La plupart des services publics ne recherchent pas une philosophie de protection radicalement différente. Ils cherchent un moyen plus simple de développer l'infrastructure en laquelle ils ont déjà confiance. La protection virtualisée fournit une nouvelle solution à ce défi. Au lieu d'héberger les fonctions de protection sur des appareils dédiés, ces fonctions sont exécutées sous forme de logiciel sur des plateformes informatiques centralisées. Les principes de protection restent les mêmes. Les normes restent les mêmes. Ce qui change, c'est la façon dont ces fonctions sont déployées et gérées.
À quoi ressemble la virtualisation sur le terrain
Imaginez un service public qui agrandit une sous-station construite il y a vingt ans.
Dans le cadre d'une approche conventionnelle, les fonctions de protection supplémentaires impliquent souvent du matériel, des câbles supplémentaires et une infrastructure supplémentaire pour les prendre en charge. Chaque nouvel actif entraîne des coûts lors de la mise en service et crée un autre actif qui devra être entretenu au cours des vingt ou trente prochaines années.
Dans une architecture virtualisée, cette expansion se fait en grande partie grâce à des logiciels plutôt qu'à une infrastructure physique supplémentaire. Cela n'élimine pas les travaux d'ingénierie. Les ingénieurs doivent encore configurer, valider et tester le système. Au lieu de cela, l'ajout de fonctionnalités dépend moins de l'ajout d'équipements physiques.
La distinction peut sembler subtile, mais elle change la façon dont les projets de modernisation sont abordés. Au fil du temps, la conversation passe de « De quel nouveau matériel avons-nous besoin ? » et vers « Comment voulons-nous que le système fonctionne ? »
Les véritables économies se situent en dehors du panneau relais
La diminution du nombre de relais a tendance à attirer l'attention des services publics, mais ce n'est qu'une partie de l'histoire. L'impact le plus important provient de la réduction de tout ce qui entoure ces relais : les panneaux qui les abritent, le câblage qui les relie, l'espace physique qu'ils occupent et l'effort de cycle de vie requis pour les supporter.
Un relais supplémentaire n'a peut-être pas beaucoup d'importance, mais cinquante d'entre eux le font généralement.
Les preuves issues des projets préliminaires de protection virtualisée de Siemens reflètent cet impact global. Les calculs de projet typiques associés à SIPROTEC V, le système de protection virtuelle de Siemens, révèlent jusqu'à 80 % d'économies sur les câbles en cuivre, jusqu'à 45 % de réduction de l'encombrement du bâtiment de protection et de contrôle, jusqu'à 25 % d'économies sur le coût des panneaux et jusqu'à 20 % d'économies sur le cycle de vie. En outre, l'exécution du projet peut également être accélérée de six mois.
Ces chiffres sont importants car ils révèlent ce que les services publics essaient réellement d'atteindre : augmenter la capacité sans augmenter proportionnellement la charge opérationnelle.
La modernisation ne nécessite pas de table rase
L'aspect le plus pratique de la virtualisation est peut-être qu'elle peut être adoptée sans détruire l'infrastructure qui fonctionne déjà. Certains services publics exploitent toujours des sous-stations classiques construites selon de nombreuses architectures câblées. D'autres ont déjà investi massivement dans des sous-stations numériques et dans le traitement des communications par bus. Les projets Greenfield sont soumis à un ensemble de décisions complètement différent. La virtualisation peut s'intégrer à chacun de ces environnements, ce qui permet une évolution progressive de l'architecture des sous-stations.
Au lieu de tout remplacer, les services publics peuvent introduire une protection virtualisée progressivement en complément de l'infrastructure existante. Ils peuvent facilement valider les performances avant un déploiement plus large et se moderniser à un rythme adapté à leurs exigences opérationnelles uniques. Les investissements existants peuvent continuer à faire partie de la solution au lieu d'y faire obstacle.
C'est peut-être l'un des principaux points forts de la virtualisation.
L'infrastructure des services publics évolue au fil des décennies. Les technologies qui réussissent sont rarement celles qui exigent le remplacement immédiat des actifs existants. Ce sont généralement eux qui fonctionnent parallèlement aux systèmes établis avant de modifier progressivement la façon dont ces systèmes sont construits.
Plus de logiciels ne signifie pas moins d'ingénierie
Les ingénieurs sont souvent sceptiques lorsqu'il est question de virtualisation, et pour cause. Les systèmes de protection protègent les infrastructures critiques. Les services publics exigent toujours des performances déterministes, des tests rigoureux et de solides contrôles de cybersécurité. Les attentes ne diminuent pas parce que les logiciels jouent un rôle de plus en plus important. Au contraire, les attentes sont de plus en plus élevées.
Ce qui change, c'est la façon dont ces exigences sont gérées.
Les plateformes virtualisées modernes centralisent des fonctions telles que les mises à jour, la gestion de la configuration, la sauvegarde et la restauration, la surveillance et le contrôle d'accès. Cybersecurity fait partie de l'architecture au lieu d'être traitée un appareil à la fois.
Tout aussi important, de nombreuses plateformes de protection virtualisées permettent aux ingénieurs de continuer à utiliser des flux de travail et des outils familiers au lieu de leur imposer une toute nouvelle méthode de travail. L'adoption de la technologie a tendance à se faire beaucoup plus rapidement lorsque les gens n'ont pas à abandonner tout ce qu'ils savent déjà.
Qu'est-ce qui va suivre
L'importance à long terme de la virtualisation n'est pas qu'elle réduit le matériel. C'est que cela donne aux services publics une plus grande liberté dans la manière dont ils font évoluer leurs systèmes. Une fois les fonctions de protection et de contrôle découplées du matériel dédié, les services publics gagnent en flexibilité en termes de déploiement, de test, de maintenance et d'extension. Il devient également plus facile d'introduire de nouvelles applications qui auraient été difficiles à prendre en charge dans des architectures hautement distribuées.
C'est l'une des raisons pour lesquelles les discussions sur la protection virtualisée recoupent de plus en plus les discussions sur l'automatisation, les analyses avancées et l'intelligence artificielle. Les architectures définies par logiciel permettent de placer de nouvelles fonctionnalités au plus près de l'endroit où les décisions opérationnelles sont prises, notamment en intégrant des analyses avancées d'IA. Les outils que nous utilisons pour répondre à la demande croissante d'électricité continueront d'évoluer, mais en fin de compte, les défis sous-jacents ne le feront pas.
Les services publics doivent se développer, se moderniser et se décarboniser simultanément. Pour y parvenir, il ne suffira pas d'ajouter une infrastructure. Il faudra trouver des moyens de le simplifier. La protection virtualisée permet d'atteindre cet objectif : étendre les capacités tout en réduisant la complexité requise pour les prendre en charge.
