Déverrouiller l'efficacité et donner du pouvoir aux consommateurs : La révolution de l'infrastructure de comptage avancé (ICA)
L'ICA est une infrastructure entièrement équipée qui doit être intégrée aux processus et applications des services publics actuels et futurs, plutôt que d'être une simple installation technologique.
Cette infrastructure comprend des compteurs intelligents, des réseaux de communication des compteurs aux concentrateurs de données locaux, des réseaux de communication de liaison terrestre vers les centres de données d'entreprise, des systèmes de gestion des données de comptage (MDMS) et, enfin, l'intégration des données dans les plateformes d'applications logicielles existantes et nouvelles. Les systèmes de réseau domestique comprennent des thermostats communicants et d'autres commandes domestiques. L'ICA offre également une étape très « intelligente » dans la direction de la mise à jour de l'ensemble de l'infrastructure électrique.
Les interfaces entre les technologies de l'ICA sont représentées visuellement dans la figure 1 ci-dessous :
Les compteurs intelligents fournissent des informations sur la consommation à l'utilisateur et au fournisseur de services au niveau du consommateur. Pour aider les consommateurs à prendre davantage conscience de leur consommation d'énergie, les compteurs intelligents se connectent à des écrans domestiques. De plus, les dispositifs de contrôle de la charge tels que les thermostats intelligents peuvent modifier la demande d'électricité en fonction des préférences de prix des consommateurs définies précédemment, grâce aux informations sur les prix de l'électricité fournies par le fournisseur de services. Sur la base de ces indications économiques, des clients plus sophistiqués construisent des ressources énergétiques distribuées (DER). De plus, les portails consommateurs traitent les données de l'ICA d'une manière qui permet des choix d'utilisation d'énergie plus intelligents et offrent même des services interactifs comme le prépaiement.
Pour améliorer les opérations, l'économie et le service à la clientèle, le fournisseur de services (service public) utilise des systèmes de back-office nouveaux, améliorés ou existants pour collecter et analyser les données de l'ICA. L'ICA, par exemple, offre une entrée rapide sur les pannes des clients et la qualité de l'électricité, permettant au fournisseur de services de corriger rapidement les problèmes de réseau. De plus, l'automatisation du réseau aux niveaux de la station et du circuit est prise en charge par l'infrastructure de communication bidirectionnelle de l'ICA. L'énorme volume de nouvelles données provenant de l'ICA permet une meilleure gestion des actifs des services publics ainsi qu'une meilleure planification de l'entretien, des ajouts et des remplacements des actifs. L'un des nombreux avantages de l'ICA est l'amélioration de la fiabilité et de l'efficacité du réseau.
Pourquoi l'ICA ?
DÉPLOIEMENT DE L'ICA ET CROISSANCE DES DONNÉES
Figure 2.
QUELLES OPTIONS TECHNOLOGIQUES SONT DISPONIBLES POUR L'ICA ?
Un système ICA est composé de diverses technologies et programmes qui ont été combinés pour fonctionner comme une seule unité :
• Compteurs intelligents
• Infrastructure de communication à grande portée
• Réseaux domestiques (locaux) (HAN)
• Systèmes de gestion des données de comptage (MDMS)
• Passerelles opérationnelles
COMPTEURS INTELLIGENTS
Pendant la majeure partie de son histoire, les compteurs électromécaniques conventionnels ont servi de caisse enregistreuse pour les services publics. Au niveau résidentiel, ces compteurs enregistraient simplement la quantité totale d'énergie consommée sur une période donnée, qui était généralement d'un mois. Les compteurs intelligents sont des appareils programmables à semi-conducteurs qui peuvent faire une variété de choses, y compris la majorité ou la totalité de ce qui suit :
• Tarification basée sur le temps
• Données de consommation pour le consommateur et le service public
• Comptage net • Notification de perte de puissance (et de restauration)
• Opérations de marche/arrêt à distance
• Limitation de charge à des fins de « mauvais payeur » ou de réponse à la demande
• Pré-paiement de l'énergie
• Surveillance de la qualité de l'alimentation
• Détection de la falsification et du vol d'énergie
Un compteur intelligent est également un compteur écologique car il permet une réponse à la demande, ce qui peut réduire les émissions et les émissions de carbone. Il favorise une plus grande efficacité énergétique, car il a été démontré que la rétroaction d'informations incite les consommateurs à réduire leur consommation.
INFRASTRUCTURE DE COMMUNICATION
L'ICA infrastructure de communication permet une interaction continue entre le service public, le consommateur et la charge électrique qui peut être contrôlée. Il doit utiliser des normes de communication bidirectionnelles ouvertes tout en restant hautement sécurisé. Au-delà de l'ICA, il a le potentiel de servir de base à une pléthore de fonctions de réseau modernes. Les concentrateurs locaux, qui collectent les données de groupes de compteurs et les transmettent à un serveur central via un canal de liaison terrestre, sont l'une des architectures les plus courantes. Plusieurs supports peuvent être envisagés pour fournir une partie ou l'ensemble de cette architecture :
• Courant porteur en ligne (CPL)
• Lignes de surtension à large bande (BPL)
• Fibre de cuivre ou optique
• Sans fil (radiofréquence), soit centralisé, soit maillé distribué
• Internet
• Combinaisons de ce qui précède
RÉSEAUX DOMESTIQUES (HAN)
Un HAN communique avec un portail consommateur afin de connecter des compteurs intelligents à des appareils électriques contrôlables. Ses fonctions de gestion de l'énergie peuvent inclure les suivantes :
• Des écrans à domicile, afin que le consommateur soit toujours conscient de la quantité d'énergie utilisée et de son coût.
• Sensibilité aux signaux de prix en fonction des préférences saisies par le consommateur
• Points de consigne qui limitent les actions de contrôle locales ou des services publics à une bande spécifiée par le consommateur
• Contrôle de la charge sans participation continue du consommateur
En agissant comme « l'agent » du consommateur, le portail HAN/consommateur fournit une interface intelligente au marché. Il peut également aider à de nouveaux services à valeur ajoutée comme la surveillance de la sécurité.
SYSTÈME DE GESTION DES DONNÉES DE COMPTAGE (MDMS)
Un MDMS est une base de données qui comprend des outils d'analyse qui permettent l'interaction avec d'autres systèmes d'information (voir les passerelles opérationnelles ci-dessous), tels que ceux énumérés ci-dessous :
• Le système d'information du consommateur (CIS), les systèmes de facturation et les sites Web des services publics
• Système de gestion des pannes (OMS)
• Systèmes de planification des ressources d'entreprise (ERP) pour la gestion de la qualité de l'énergie et la prévision de la charge
• Système d'information géographique (SIG)
• Gestion de la charge du transformateur (TLM)
• Gestion de la main-d'œuvre mobile (MWM)
PASSERELLES OPÉRATIONNELLES
L'ICA communique avec une variété d'applications côté système (y compris MDMS) pour prendre en charge :
Opérations de distribution avancées (ADO)
• Capteurs avancés dans le système de gestion de la distribution (y compris les données PQ des compteurs ICA)
• Gestion avancée des pannes (informations sur les pannes en temps réel basées sur les compteurs ICA)
Opérations de transmission avancées (ATO)
• Automatisation des sous-stations
• Traitement d'informations à haute vitesse
• Protection et contrôle avancés (y compris le contrôle de la distribution pour améliorer les conditions de transmission) compteurs)
Gestion avancée des actifs (AAM)
Les données de l'ICA aideront AAM de la manière suivante :
• Données opérationnelles du système
• Données de « santé » des actifs
• Opérations pour optimiser l'utilisation des actifs
• Planification T&D
Avantages
Les avantages de l'ICA sont nombreux et peuvent être classés de manière générale comme suit :
• Avantages opérationnels - L'ICA profite à l'ensemble du réseau en améliorant la précision de la lecture des compteurs, en détectant le vol d'énergie et en répondant aux pannes de courant, tout en éliminant le besoin de lecture des compteurs sur site.
• Avantages financiers - L'ICA offre des avantages financiers aux compagnies de services publics, d'eau et de gaz en réduisant les coûts d'équipement et d'entretien, en permettant une restauration plus rapide du service électrique en cas de panne et en rationalisant le processus de facturation.
• Avantages pour les clients - L'ICA profite aux clients de l'électricité en détectant rapidement les pannes de compteur, en permettant une restauration plus rapide du service et en améliorant la précision et la flexibilité de la facturation. L'ICA offre également des options de tarification en fonction du temps, ce qui peut aider les clients à économiser de l'argent et à gérer leur consommation d'énergie.
• Avantages en matière de sécurité - La technologie ICA permet une meilleure surveillance des ressources du système, réduisant ainsi les menaces potentielles de cyberterroristes sur le réseau.
Défis
• Coûts d'investissement élevés : une mise en œuvre à grande échelle de l'ICA nécessite l'achat de tous les éléments matériels et logiciels, y compris les compteurs, l'infrastructure réseau et le logiciel de gestion de réseau, en plus du coût de la mise en place et de la maintenance des systèmes de technologies de l'information et de l'infrastructure de comptage.
• Intégration : les systèmes d'information client (CIS), les systèmes d'information géographique (SIG), les systèmes de gestion des pannes (OMS), la gestion du travail (WMS), la gestion de la main-d'œuvre mobile (MWM), SCADA/DMS, le système d'automatisation de la distribution (DAS), etc. doivent tous être intégrés à l'ICA, un système complexe de technologies.
• Normalisation : pour connecter et maintenir correctement un système de réseau basé sur l'ICA, des normes d'interopérabilité — qui établissent des exigences universelles pour la technologie, le déploiement et les opérations générales de l'ICA — doivent être créées.
Conclusion
D'importantes avancées technologiques dans l'utilisation et la distribution de l'énergie électrique ont été réalisées au XXIe siècle. Pour surmonter les difficultés que ces améliorations rencontrent, de nouveaux outils et stratégies sont nécessaires. L'infrastructure de comptage avancée est l'un de ces instruments. Une infrastructure capable d'effectuer l'acquisition de données en temps réel auprès des consommateurs, de communiquer les données et de renvoyer les directives exécutives aux charges s'est manifestée à la suite des progrès et des développements dans les domaines de l'électronique, de l'instrumentation, de la communication et du traitement des données. Grâce à cette technologie utile, les opérateurs et les entreprises de services publics peuvent planifier et optimiser les performances de leur réseau en connaissant directement son état. Les deux extrémités du client et du fournisseur pourraient utiliser les données collectées pour la régulation de la consommation.
Les entreprises énergétiques et les consommateurs peuvent économiser des millions de dollars en coûts de prévention des dommages et d'entretien en utilisant les outils de diagnostic et de notification offerts par l'ICA, tels que la détection des fuites dans les réseaux d'eau et de gaz ou la détection des attaques cybernétiques ou physiques. L'inclusion potentielle de services de pointe tels que la détection, la notification et la surveillance des incendies via des applications mobiles a encore amélioré la valeur des réseaux et a attiré l'attention du grand public sur le SG et l'ICA. Un autre avantage de l'ICA est l'amélioration de la sécurité de l'électricité fournie et des informations communiquées. De plus, l'ICA donne aux utilisateurs plus de contrôle sur leurs habitudes de consommation. De plus, il fournit une alimentation plus stable et de haute qualité.
Auteur :
Sonu Kumar Sah