Flexibilités : les actions de la R&D

Exemples de travaux de la R&D - Centrales nucléaires 

• En quoi les tranches nucléaires sont-elles flexibles ? Études Nuclear Power Plant Flexibility at EDF, Revue VGB PowerTech, Mai 2019 
• Études sur les besoins de scénarios de flexibilité futurs compte tenu du changement climatique et de l’intégration des ENR.  
• Études visant à préserver la flexibilité actuelle : exemple de travaux pour sécuriser la source froide
• La R&D réalise des études sur les harmoniques de puissance 

Exemples de travaux de la R&D - Centrales hydrauliques 

Après 4 ans, le projet XFLEX Hydro se termine en beauté.

Le projet XFlex est un projet ambitieux visant à développer et tester à une échelle industrielle des solutions innovantes pour accroitre la flexibilité des moyens de production hydroélectrique. Le Centre d'Ingénierie Hydraulique (CIH) a été responsable de la mise en œuvre des solutions pour les deux démonstrateurs d'EDF, apportant son expertise en contrôle commande, hydraulique et électromécanique à ce projet d'envergure.

PERFLEX : l’outil PERFLEX développé pour le compte d'EDF Hydro permet d’optimiser la rentabilité pour les petits aménagements des centrales hydrauliques en fonction du prix et des contraintes de l’aménagement.

Depuis de nombreuses années, la R&D soutient les métiers dans leurs travaux sur les systèmes hybrides. Ces systèmes combinent diverses sources d'énergie, souvent renouvelables, avec des technologies de stockage et de gestion de l'énergie. Ils sont particulièrement utiles dans les zones où le réseau électrique est instable ou inexistant. La R&D a développé des outils spécifiques pour la conception de centrales hybrides et de micro réseaux.

Exemples de travaux de la R&D

Des outils pour concevoir des centrales hybrides :

• CAIMAN permet d’optimiser le dimensionnement et le dispatch d’actifs.
• SPHERE permet de faire des simulations fines, jusqu’à l’ordre de grandeur de la seconde, notamment pour étudier finement les sollicitations d’une batterie.

Des outils pour concevoir des micro réseaux :

• PREMO permet de réaliser rapidement l’optimisation du mix énergétique d’un projet de micro réseau.
• ODYSSEE permet de réaliser des études détaillées de dimensionnement ainsi que la mise au point des algorithmes de pilotage.

Voir aussi :

Grâce à une connaissance approfondie de la consommation d’énergie des clients, la R&D d’EDF accompagne le pôle Clients, Services et Territoires afin de proposer des services de pilotage de la demande ainsi que des offres de flexibilité et d’effacement de la consommation. Les équipes de la R&D déploient leurs moyens d'essais et leurs compétences pour proposer des algorithmes optimisés de pilotages des usages (ex. : chauffage, recharge du véhicule électrique), quelle que soit la situation de chaque client. Demain, des orchestrateurs d’algorithmes seront nécessaires pour que tous ces pilotages soient cohérents et permettent de fournir les meilleurs services aux clients et d'optimiser le fonctionnement du système électrique dans une double logique : maitrise du confort et d'optimisation de la facture

La transition vers les énergies renouvelables, comme l'éolien et le solaire, nécessite des solutions de stockage efficaces pour gérer l'intermittence de ces sources. La R&D d'EDF explore diverses technologies de stockage pour relever ce défi. Les recherches visent à améliorer l'efficacité, la durabilité et la rentabilité des solutions de stockage. De plus, la R&D d'EDF développe une roadmap technologique pour aider les métiers à anticiper les évolutions et les intégrer dans leurs stratégies.

Exemples de travaux de la R&D

Depuis plusieurs dizaines d’années déjà, les chercheurs de la R&D d'EDF travaillent au déploiement de solutions de mobilité électrique en France. Notamment en développant des systèmes de pilotage de charge/décharge intelligents et innovants, en travaillant sur l’intégration des infrastructures liées à la mobilité électrique sur le réseau comme sur l’optimisation de l'implantation des stations de charge dans les territoires. Elle s’investit également sur les sujets de la recharge intelligente, de l’optimisation de la gestion de la recharge de véhicule électrique notamment dans une logique de préservation de l’état de santé des batteries, et plus récemment sur la mobilité lourde. L’ensemble de ces travaux de la R&D permettent par ailleurs aux filiales d’EDF (Izivia, Izi by EDF et Dreev.) de proposer des solutions de flexibilité permises par le pilotage de la mobilité électrique (on parle de « smart charging »). 

Pour intégrer les énergies renouvelables sur le réseau électrique, il faut adapter les réseaux. Cela passe par l’introduction de systèmes de surveillance et pilotage intelligents, on parle de smartgrid. Il s’agit de réseaux capables d’intégrer les actions de tous les acteurs, qu’ils soient producteurs ou consommateurs. La R&D travaille au développement de ces réseaux intelligents à travers des démonstrateurs en France et à Singapour par exemple.

Exemples de travaux de la R&D

La plateforme Concept Grid situé à EDF Lab les Renardières (77) permet de tester et de piloter tous les composants du smartgrid. Il apporte de la flexibilité aux systèmes électriques de plusieurs manières :

• Tests de solutions innovantes : Concept Grid teste des solutions « smart » dans un environnement représentatif d'un système électrique réel, incluant l'intégration d'énergies renouvelables, de dispositifs de stockage, et de systèmes de communication intelligents.
• Équilibre offre demande : il valide des solutions pour maintenir l'équilibre entre l'offre et la demande, en tenant compte des énergies décentralisées comme l'éolien et le photovoltaïque.
• Effacement de la demande : Concept Grid teste des dispositifs d'effacement de la demande, comme les pompes à chaleur, pour optimiser la consommation d'énergie.
• Stockage d'énergie : il évalue les contraintes techniques et l'opportunité économique des systèmes de stockage stationnaires, comme les batteries Li-ion, pour participer au réglage primaire de fréquence.

Voir aussi :

Les flexibilités jouent un rôle crucial dans les nouveaux marchés de l'électricité, où elles peuvent être valorisées par des mécanismes d'enchères et des stratégies de réserve. Le développement massif des énergies renouvelables variables impose une transformation profonde de la gestion des systèmes électriques, affectant l'équilibre et la stabilité du système, le transport des flux électriques et la gestion opérationnelle des réseaux. La R&D dispose des outils numériques et des capacités d'analyse technique, économique et réglementaire pour aborder ces défis, ainsi que les questions de valorisation des flexibilités et du stockage. Elle apporte son expertise sur les interactions réseau/marché et fournit des hypothèses de capacités d'import/export entre pays à court et long terme.

Exemples de travaux de la R&D

La R&D participe activement à de nombreux débats, groupes d'experts européens et échanges académiques, apportant son soutien aux métiers sur les analyses réglementaires et la préparation de l'avenir face à ces nouveaux enjeux.

La R&D développe également des outils d’optimisation en lien avec les évolutions récentes des marchés de l'électricité pour valoriser les flexibilités du groupe EDF sur les marchés de gros en Europe : passage au pas 15 mn, différenciation de l’ajustement à la hausse et à la baisse et optimisation de la réserve secondaire selon le merit order à la maille européenne.

La R&D est également engagée dans deux projets, dont le projet « DRIIME » (Développement du Réseau Interconnecté et Intégration des Marchés de l’Électricité), qui se concentre sur l'interface entre le réseau de transport et les marchés à court, moyen et long terme et le projet SAFIR qui étudie la stabilité de la fréquence et la tenue de tension en France et en Europe à moyen et long terme.