Revue des activités sur les réseaux électriques intelligents

Smart Grid 

Chef de projet : David Beauvais 

CanmetÉNERGIE, Centre de recherche de Varennes 

I N T RODUC T I ON  

La modernisation des réseaux électriques vers un « smart grid » est en cours de  développement  afin  d’améliorer  leur  fiabilité,  faciliter  l’intégration  des énergies  renouvelables,  des  voitures  électriques  et  mieux  gérer  la consommation  d’électricité.  Le  terme  « réseau  intelligent »  réfère  à  l’utilisation  des  technologies  de  l’information  et  des  communications  dans  l’opération des réseaux électriques.   Plusieurs  acteurs  sont  impliqués  dans  le  développement  d’un  réseau électrique  moderne  et  d’une  nouvelle  industrie  électrique.  Ce 

développement  représente une opportunité d’affaire considérable pour  l’industrie électrique, celle du bâtiment, des technologies de l’information et des produits pour le grand public (figure 1).  

Figure 1 : Les industries impliquées dans le « Smart Grid » 

En  réponse  à  la  popularité  croissante  du  domaine  et  de  son  impact  sur  les  objectifs  environnementaux, économiques et de sécurité du Canada, le Centre de la technologie de l’énergie de CanmetÉNERGIE–Varennes, en partenariat  avec  des  joueurs‐clés  et  des  associations,  a  entreprit  plusieurs  activités  afin  de  soutenir  l’industrie canadienne dans le domaine.  

AC T I V I T É S   C I B L É E S  D E   R E C H E R CH E ,  D É V E L O P P EMEN T   E T  D ÉMON S T R A T I ON  

Au cours des quatre dernières années, CanmetÉNERGIE a contribué à différents groupes de travail internationaux, a conduit des activités de recherches, de développement et de démonstration et a réalisé diverses vigies du domaine pour l’industrie.

Industrie du bâtiment (Automatisation, stockage

thermique, logiciels gestion)

Industrie électrique (Équipement production,

transformation et protection)

Technologie de l’information (Équipements communication,

logiciels et gestion de l’information)

Réseau intelligent Produits et services

Produits grand public (Électronique, électroménagers,

panneaux solaires, voitures électriques)

Études Plusieurs  initiatives  ont  été mises  de  l’avant  afin  de  faciliter  l’intégration  de  la  production  et  des  ressources distribuées dans  les réseaux électriques  intelligents.   Plusieurs publications sur  les micro‐réseaux, sur  les réseaux isolés,  sur  les outils de  simulation,  sur  la distribution  avancée et  la protection des  réseaux ont  été produites  à l’interne et avec des partenaires. Plusieurs universités et compagnies canadiennes ont contribués à ces projets de recherche. Un lien vers les publications est disponible sur le site web de CanmetÉNERGIE [13].  Démonstration Le  fond  pour  l’énergie  propre  (FEP)  canadien  a  accordé  du  financement  à  quatre  projets  liés  aux  réseaux électriques intelligents (figure 2) [10], soit le projet Power Shift dans les Maritimes, un projet d’ilotage planifié avec batteries  à BC Hydro, un projet de  zone de  réseau  interactif  à Hydro‐Québec  et un projet d’automatisation de bâtiments commerciaux avec Power Measurement Ltd.   

Power Shift Atlantique, Maritimes

• Projet de gestion de la demande d’électricité chez 2000 clients de l’île-du-Prince-Édouard, du Nouveau-Brunswick et de la Nouvelle-Écosse. Le contrôlepermettra d’équilibrer les variations de puissance des parcs éoliens.

• 4 utilités publiquesimpliquées

• Projet de 38 M$

Hydro-Québec, Institutde recherche (IREQ)

• Développement d’une zone de réseau interactif àBoucherville avec recharge de véhicules électriques.

• Projet de 16 M$

Power Measurement Ltd• Contrôle de charge et

écrêtage de pointe dans les bâtiments commerciaux

• Partenaires incluantBrookfield Properties et ENMAX

• Projet de 10 M$

BC Hydro• Installation de deux

batteries de 1MW, sur deuxsites, afin de soutenir un réseau électrique faible et isolé

• Projet de 12,5 M$

Figure 2 : Projets de démonstration de réseaux électriques intelligents – Fond pour l’énergie Propre 

HARMON I S A T I ON  D E S  NORME S  D ’ I N T E RO P É RA B I L I T É   ‐    SMAR T  GR I D  TA S K  FOR C E    

CanmetÉNERGIE,  en  collaboration  avec  le  Conseil  canadien  des  normes  et  des partenaires,  a  établi  un  groupe  de  travail  national  de  normes  et  technologies  « Smart Grid ».  Le  groupe de  travail  cible  les priorités  canadiennes, participe  à des 

projets conjoints visant  le développement des normes en Amérique du Nord, et  fera des recommandations pour l’harmonisation de normes mondiales gérées par la Commission électrotechnique internationale (CEI).    Un sommet nord‐américain sur l’interopérabilité du Smart Grid a été tenu le 14‐15 juin 2010 à Toronto. Ce sommet a  abordé  les  problèmes‐clés  auxquels  font  face  l'industrie  et  a  inclu  des  participants  de  l'industrie,  du gouvernement et des organisations de développement de normes en Amérique du Nord. L'événement a rassemblé des experts afin de partager des informations et de collaborer afin de relever les défis liés à la sécurité et la fiabilité du réseau. 

Feuille de route technologique (Roadmap) et plan d’action  Plusieurs  initiatives  internationales ont été mises de  l’avant afin de doter  le Canada  d’un  plan  d’action  dans  le  domaine  des  réseaux  électriques intelligents.    En  juillet  2009,  les  leaders  du  « Major  Economies  Forum  on Energy and Climate (MEF)”[11], représentant 17 des plus grandes économies 

du  monde  ont  lancé  le  “Global  Partnership  for  low‐carbon  and  climate‐friendly  technologies »  et  plus spécifiquement  un  plan  d’action  technologique  visant  les  technologies  propres.    CanmetÉNERGIE  a  participé  à rassembler  l’information canadienne en matière de recherche et développement et a participé au démarrage du International Smart Grid Action Network (ISGAN).  Activités de l’industrie La modernisation des réseaux électriques ne se résume pas à une, mais à plusieurs applications requérant chacune des  technologies précises pour  fonctionner. Les applications des  réseaux électriques  intelligents sont  répartis en cinq composantes majeures, soit le (1) Mesurage avancé, (2) la réponse à la demande de pointe, (3) la fourniture de services auxiliaires, (4) la surveillance du réseau et (5) l’automatisation du réseau tel que présenté à la figure 3. Afin de faire le suivi des activités dans le domaine, dans chacune des provinces, un tableau présentant une liste de projets  a  été  développé;  ce  tableau  est  mis  à  jour  régulièrement  et  est  disponible  sur  le  site  web  de CanmetÉNERGIE [13].   

Figure 3 : Liste d’applications réseaux électriques intelligents 

Une base de données internationale des initiatives de stockage d’électricité mobile ou stationnaire a également été développée par CanmetÉNERGIE afin de caractériser les projets pilotes et les technologies en développement.   

Company name Technologies Location

RuggedCom Routers, switches, Wifi OntarioCYME International (Cooper) Network planning softwares QuebecCybectec (Cooper) Gateways QuebecRedline communications Broadband wireless (Wimax) OntarioSNC Lavallin - ECS SCADA / DMS / VVO QuebecKinects solutions Grid sensors OntarioCGI OMS/DMS QuebecXantrex (Schneider Electric) Inverters BCPower Measurement (Schneider Electric) Meters BCSchneider Electric DMS / Energy management systems BCFortinet Gateways, cybersecurity BCBow Networks SCADA AlbertaTantalus system corp. Wireless / DMS / AMI / DR BCAutomated Solution Services Softwares / OMS / Asset mgnt OntarioG.E. Multilin Meters / relays / switches OntarioS&C Electric Automated switches /reclosers/wireless OntarioTrilliant Wireless / DMS / AMI / DR Quebec/OntComverge Aggregator service / load control / display OntarioEnerNoc Aggregator service / load control / display OntarioCorinex Power line carrier / HAN routers/devices BCPulse Energy Software EMS BCSempa Power System Load management / optimization software BCLegend Software for VVO BCTelvent DMS AlbertaRegulvar Building automation and Metering Solutions QuebecRegent Demand Response solution OntarioDelta Control Building automation Solutions BC

Une  liste  d’entreprises  canadiennes  a  été développée  (figure 4) et mise à  la disposition du  Ministère  du  Commerce  et  des  Affaires Étrangère  et  d’Industrie  Canada.    La collaboration  des  délégués  commerciaux  a permis de   diffuser  l’information  à  travers  le réseau  de  consulats  et  d’ambassades canadiennes.   

 

Figure 4 : Liste de compagnies canadiennes  

D I S CU S S I ON  &  PROCHA I N E S  É T A P E S  

Chaque  application  du  « smart  grid »  a  un  impact  différent  sur  l’atteinte  d’objectifs  économiques, environnementaux ou de sécurité de la société. Durant ces dernières années, plusieurs initiatives ont eu pour but de faire connaître le domaine aux universitaires, aux citoyens et aux gouvernements.  Le domaine est complexe, il inclut des volets technologiques, économiques et réglementaires.  Plusieurs études ont été produites sur le sujet, des projets pilotes ont réussi, d’autres ont connu des échecs. Des initiatives structurantes ont permis à l’industrie de dégager les principaux enjeux, les risques et les opportunités du domaine et d’identifier de bonnes pratiques. Il est  donc  permis  de  croire  que  dans  les  prochaines  années,  les  gouvernements  locaux  devraient  préparer  des énoncés de politiques et financer de la recherche dans le domaine.   Durant  les  prochaines  années,  CanmetÉNERGIE  et  d’autres  partenaires  canadiens  vont  s’impliquer  dans  des activités  visant  l’élaboration  d’un  plan  d’action  national  et  international,  le  développement  de  normes d’interopérabilité et  l’harmonisation de  la  réglementation pour  favoriser  le développement d’un « smart  grid ».  L’initiative  du  « International  Smart  Grid  Action  Network »  (ISGAN)  vise  le  développement  d’un  plan  d’action concerté dans le domaine. Cette initiative a débuté en 2010, mais devrait mener à des travaux concrets en 2011 et 2012.  Le développement d’une feuille de route technologique à l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE) compte également parmi les initiatives clés auxquelles l’industrie  canadienne sera invitée à contribuer.    CanmetÉNERGIE compte assurer le leadership canadien dans le domaine. Les activités futures devraient inclure : la poursuite  des  collaborations  internationales,  l’appui  aux  différents  ministères,  dont  Industrie  Canada  et  le Ministères du Commerce et des Affaires Étrangères,  la  vigie des  activités de  l’industrie et  la  collaboration  avec l’Association Canadienne de l’Électricité et Smart Grid Canada [14].  

ÉQU I P E  DE   P RO J E T S   E T   P A R T ENA I R E S  

Ressources naturelles Canada  David Beauvais  Darcy Blais  Lisa Dignard  John Gorjup  Geoff Murphy  Alexandre Prieur 

 

Externe  Jane Shaw, DFAIT (Seattle)  Christine Carr, DFAIT (Boston)  Bill Bryans, Industry Canada  Eric Barker, Industry Canada   Ralph Zucker, SmartGrid Canada  Russell Conklin, US DOE 

RÉ F É R EN C E S   E T   PUB L I C A T I ON S  

[1] Beauvais, D, Publication – Smart Grid ‐ Activities in Canada, CTEC Number 2010‐087 / 2010‐05‐27. [2] Beauvais, D, Publication – Smart Grid Activities in Canada – A look at the industry. [3] DFAIT Smart Grid Sector Opportunity Report, Market Entry Opportunities for Canadian Smart Grid Companies & 

Technologies, Brent A. Larlee, October 22, 2010; 

Présentations [4] D. Beauvais, “Enabling the integration of renewable power, Atlantic Power Symposium, Halifax, 3 juin 2010; [5] D. Beauvais, “Le Smart Grid, un levier pour davantage d’énergie renouvelable”, SmartGrid Montreal, avril 2010;  [6] D. Beauvais, “Smart Grid Activities in Canada, Smart Grid Opportunities conference, Buffalo, 21 avril 2010;  [7] D. Beauvais, “Integrating Clean Energy Into the Smart Grid For Long Term Sustainability”, Canadian Smart Grid Summit, 

15 octobre 2009; [8] D. Beauvais, “Smart Grid R&D activities in Canada”, International Energy Agency workshop, 20 mai 2010; [9] D. Beauvais, “Enabling the integration of renewable power”, ESAM,  Manitoba, Winnipeg, 10 juin 2010; 

Pages Web [10]   Fond pour l’Énergie Propre du Canada : http://www.nrcan.gc.ca/eneene/science/renren‐fra.php [11]   Major Economies Forum on Energy and Climate: http://www.majoreconomiesforum.org/;  [12] International Smart Grid Information Clearinghouse (SGIC): http://www.sgiclearinghouse.org/InternationalMap [13] Réseaux électriques intelligents – Publications, CanmetENERGIE: http://canmetenergy‐canmetenergie.nrcan‐

rncan.gc.ca/eng/renewables/integration_der/publications.html [14] Smart Grid Canada: http://www.sgcanada.org  ; Association Canadienne de l’Électricité :  http://www.electricity.ca 

2011‐‐021 (PM‐FAC) 411