FR3087278A1 - Optimisation d'un partage d'energie electrique en contexte d'autoconsommation et d'autoproduction collectives - Google Patents
Optimisation d'un partage d'energie electrique en contexte d'autoconsommation et d'autoproduction collectives Download PDFInfo
- Publication number
- FR3087278A1 FR3087278A1 FR1859398A FR1859398A FR3087278A1 FR 3087278 A1 FR3087278 A1 FR 3087278A1 FR 1859398 A FR1859398 A FR 1859398A FR 1859398 A FR1859398 A FR 1859398A FR 3087278 A1 FR3087278 A1 FR 3087278A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- self
- production
- consumption
- apc
- prix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 10
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000012913 prioritisation Methods 0.000 claims description 2
- 230000029305 taxis Effects 0.000 claims description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 2
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 claims 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 claims 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 4
- 206010063493 Premature ageing Diseases 0.000 description 1
- 208000032038 Premature aging Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/008—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks involving trading of energy or energy transmission rights
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
- H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
- Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
- Y04S50/10—Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Economics (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
L'invention concerne le domaine de la distribution d'énergie électrique en particulier dans un contexte d'autoconsommation collective. Elle propose à cet effet, dans une réalisation possible, un procédé mis en oeuvre par des moyens informatiques d'un serveur de gestion central relié à une pluralité d'équipements choisis, consommateurs d'électricité et reliés à une installation électrique à laquelle est relié en outre un moyen autonome de production électrique (par exemple un ou plusieurs panneaux photovoltaïques et/ou une ou plusieurs éoliennes), procédé dans lequel : • on estime une consommation d'électricité globale dans l'installation, • on détermine si la consommation globale est inférieure ou respectivement inférieure à une production électrique fournie par le moyen autonome, et le cas échéant, • on identifie, parmi la pluralité d'équipements choisis, le ou les équipements qui sont éteints ou respectivement allumés, et, en fonction d'au moins un critère choisi (par exemple une estimation de montant de consommation en heure creuse ou en heure pleine), • on sélectionne le ou les équipements identifiés pour être allumés ou respectivement éteints.
Description
OPTIMISATION D’UN PARTAGE D’ENERGIE ELECTRIQUE EN CONTEXTE D’AUTOCONSOMMATION ET D’AUTOPRODUCTION COLLECTIVES
Domaine de l’invention :
L’invention concerne le domaine de la distribution d’énergie électrique en particulier dans un contexte d’autoconsommation collective.
Besoin/ Problème :
Un décret publié le 30 avril 2017 autorise pour la première fois l’autoconsommation collective de l’électricité photovoltaïque en France. Partager une production d’électricité solaire entre les habitants d’un immeuble ou encore entre bâtiments voisins plutôt que de la revendre intégralement sur le réseau (comme c'est le cas à présent), sera bientôt possible. Aujourd’hui, la plupart des expérimentations se limitent à du sous-comptage pour distinguer la part issue de l’énergie produite localement de celle soutirée du réseau (complément du fournisseur). Quelques démonstrateurs mettent en œuvre le pilotage d’une batterie stationnaire (smart Magne) ou de chauffe-eaux (Paris) avec l’unique objectif de maximiser l’autoconsommation globale.
Or, dans certains cas, il est important de prendre en compte des règles supplémentaires pour sélectionner les usages pilotés. Par exemple :
- pour permettre aux clients consommant peu la journée d’accéder malgré tout à l’électricité renouvelable de proximité,
- pour éviter une augmentation des factures clients,
- pour tendre vers une clef de répartition prédéfinie (strictement égalitaire ou au prorata de l’investissement initial de chacun dans une installation photovoltaïque commune, des tantièmes d’une copropriété, ou autre) appliquée à l’énergie renouvelable produite, au surplus ou encore au gain sur la facture d’électricité.
Ces règles supplémentaires peuvent être décisives pour emporter l’adhésion des clients à un projet d’autoconsommation collective, en particulier dans une copropriété.
Cependant, le cadre réglementaire impose de réaliser les bilans au pas demi-horaire pour calculer le complément fournisseur éventuel, ce complément étant nécessairement positif ou nul à chaque pas de mesure. L’interdiction du « net metering » en France (service accordé par un fournisseur d'électricité à un consommateur, lui permettant de compenser partiellement sa consommation d'électricité facturée par la production d'une installation qu'il exploite sur son site de consommation) et la finesse du pas retenu induisent des écarts importants entre Γautoconsommation « contractuelle » et cible. En effet le réseau ne fait pas office de stockage donc l’énergie photovoltaïque excédentaire injectée à un instant t ne peut pas être déduite d’un soutirage à un instant t+dt.
La présente invention vient améliorer cette situation.
Elle propose à cet effet, dans une réalisation possible, un procédé mis en œuvre par des moyens informatiques d’un serveur de gestion central relié à une pluralité d’équipements choisis, consommateurs d’électricité et reliés à une installation électrique à laquelle est relié en outre un moyen autonome de production électrique (par exemple un ou plusieurs panneaux photovoltaïques et/ou une ou plusieurs éoliennes), procédé dans lequel :
- on estime une consommation d’électricité globale dans l’installation,
- on détermine si la consommation globale est inférieure ou respectivement inférieure à une production électrique fournie par le moyen autonome, et le cas échéant,
- on identifie, parmi la pluralité d’équipements choisis, le ou les équipements qui sont éteints ou respectivement allumés, et, en fonction d’au moins un critère choisi (par exemple une estimation de montant de consommation en heure creuse ou en heure pleine),
- on sélectionne le ou les équipements identifiés pour être allumés ou respectivement éteints.
Les équipements choisis précités peuvent être des équipements éligibles comme par exemple un ballon d’eau chaude sanitaire, ou des radiateurs, dont un retard ou une avancée de mise en marche ont peu d’impact sur le confort de l’utilisateur de l’installation. H peut s’agir aussi d’une machine à laver du linge ou autre, dont la mise en service peut être retardée par exemple de quelques dizaines de minutes à quelques heures.
Dans une réalisation possible, l’invention propose un procédé mis en œuvre par des moyens informatiques d’un serveur de gestion central relié à au moins un équipement (par exemple des ballons d’eau chaude sanitaire, ou des radiateurs allumés à des heures régulières de la journée) consommateur d’électricité par périodes de temps régulières (par exemple en heures creuses et non en heures pleines) et relié à une installation électrique à laquelle est relié en outre un moyen autonome de production électrique, procédé dans lequel :
- on estime une consommation d’électricité globale dans l’installation,
- on détermine si la consommation globale est inférieure à une production électrique fournie par le moyen autonome, et le cas échéant,
- on pilote l’équipement pour être mis en service ou en dehors desdites périodes de temps régulières.
Dans une réalisation, si la consommation globale est supérieure à une production électrique fournie par le moyen autonome et pendant lesdites périodes de temps régulières, on peut déférer la mise en service de l’équipement en dehors desdites périodes de temps régulières, pour que l’équipement consomme préférablement un excédent ultérieur de production par le moyen autonome.
Dans une réalisation où plusieurs installations sont reliées électriquement pour transmettre, depuis une installation en surproduction, un excédent de production à une installation en surconsommation par rapport à son autoproduction, on comptabilise, sur une période comportant une pluralité de jours (par exemple un mois), pour chaque installation :
- les occurrences et les durées d’excédent de production transmis à une ou plusieurs autres installations, et
- les occurrences et les durées de besoin de consommation avec un ou plusieurs excédents reçus d’une ou plusieurs autres installations.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture d’exemples de réalisation ci-après et à l’examen des dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 présente une architecture possible avec un serveur de gestion et un backend pour la mise en œuvre du procédé ci-avant.
Dans ce qui suit, on entend par « autoconsommation » la part de la production qui est consommée localement et par « autoproduction » la part de la consommation qui est produite localement.
L’invention propose de résoudre tout ou partie des problèmes ci-après :
- comment répartir la production au sein de la communauté ? en effet, les dispositifs de comptage du gestionnaire du réseau de distribution ne permettent pas de distinguer la part produite localement, du complément fournisseur. H est donc nécessaire de lui fournir la clef de répartition à appliquer sur les courbes de charge 30 minutes des clients de l’opération en veillant qu’un kilowattheure produit ne soit pas attribué simultanément à plusieurs clients et que le client bénéficiaire consomme au moins cette quantité à cet instant puisque le réseau français n’offre pas un service de stockage ;
- le cas échéant, comment faire en sorte que le calcul de l’affectation converge vers une règle de partage contractuelle ? A titre d’exemples de règle de partage, on peut prévoir un partage de la production à part égale, à réduction de facture identique, ou autre ;
- comment faire en sorte que toute la production soit consommée localement ? le surplus injecté sur le réseau n’est pas ou est peu valorisé économiquement par rapport à Γautoconsommation qui réduit les factures clients (du fait du «net metering » précité).
Il est recherché ainsi une synchronisation de la consommation, d’une part, et de la production, d’autre part, à un pas régulier, par exemple de temps 30 minutes.
A cet effet, on utilise le pilotage des charges pour maximiser Γautoconsommation, et en outre converger - dans une logique de meilleur effort (ou « best effort ») - vers des règles de partage.
Une contrainte est que le réseau n’est pas configuré pour effectuer du stockage d’énergie. Ainsi, si tout n’est pas autoconsommé, l’excédent de production locale doit être réinjecté dans le réseau. Il est recherché une minimisation de cette réinjection. En effet, elle représente économiquement une perte pour les clients auto-consommateurs car elle n’est pas forcément rachetée par un tiers, et si tel est le cas néanmoins, son prix est moins intéressant qu’une valorisation locale correspondant habituellement au prix de détail.
La solution présentée ci-après propose, dans une forme de réalisation, de déformer « intelligemment » les courbes de charge en agissant sur le pilotage de charges pour converger vers une règle objective de partage de la production.
Cette réalisation prévoit d’établir une hiérarchisation dynamique des charges (ballons électriques, lave-linges, lave-vaisselles, etc.) à activer/désactiver pour maximiser Γautoconsommation globale en fonction de critères dynamiques sans augmenter les montants de factures de clients tout en respectant au mieux, dans une logique de meilleur effort, une règle de partage.
On peut prévoir à cet effet un procédé mis en œuvre par des moyens informatiques comme suit.
Les charges pilotées sont sélectionnées après une ou plusieurs étapes de tri portant sur des critères d’éligibilité, et une dernière étape portant sur un critère de priorité.
Opération 1
Le choix à effectuer des charges activables éligibles peut porter tout d’abord sur l’état de la charge (On/Off) des appareils concernés. Ici, on ne retient que les charges dont la consigne est « appareil éteint » (Off).
Opération 2
Le choix précité peut porter en outre sur la durée d’arrêt (uniquement pour les charges interruptibles comme les ballons ou les batteries) qui peut-être théorique, s’il n’y a pas de remontée d’information sur l’état réel de fonctionnement de l’équipement. Cette valeur est remise à 0 à chaque changement d’état On/Off et est initialisée à une valeur supérieure ou égale à l’anti-court cycle d’arrêt par exemple tous les matins.
Opération 3
On peut chercher à éviter le vieillissement prématuré des appareils concernés, vieillissement dû à des sollicitations trop fréquentes. En l’absence de communication bidirectionnelle, un ordre peut simplement être envoyé par exemple d’un serveur de gestion vers un terminal auquel sont reliés les appareils (typiquement un compteur). Après activation d’une charge et son enclenchement, le temps de fonctionnement est incrémenté. H n’est pas nécessaire de prévoir une remontée d’information du terminal ou de l’appareil (puisqu’il est piloté à distance). On peut remettre ensuite un compteur d’horloge (ou « timer ») à zéro.
On ne retient ainsi que les charges dont le temps d’arrêt est supérieur à l’anti-court cycle d’arrêt.
On peut définir un critère de rentabilité tel que la puissance des charges multipliée par le seuil d’activation reste inférieure à l’injection dans le réseau :
Pcharge * seuil_on < injection.
A titre illustratif, si on pilote des ballons d’eau chaude sanitaire naturellement asservis aux heures creuses tarifaires, on vérifie que le taux de couverture solaire compense le différentiel de prix éventuel lié au déplacement de la charge. Si la charge est enclenchée en heures pleines, le soutirage résiduel d’électricité sur le réseau (si le surplus est inférieur à l’appel de puissance de la charge) ne doit pas conduire à une augmentation de la facture du client. On sélectionne, par itérations successives, les charges dont la puissance est inférieure au surplus divisé par le « seuil_on », ce « seuil_on » étant compris typiquement entre 0.3 et 1.1. Plus la valeur du seuil d’activation est élevée, moins il y a de soutirage du réseau mais moins on valorise localement les excédents de production.
Opération 3’
Si la charge est retenue comme enclenchable, on vérifie que le niveau de puissance disponible par rapport à la puissance souscrite de l’abonnement du client (Psouscrite) pour prévenir un risque de disjonction est telle que :
Psouscrite - Pappelée (la puissance appelée) > Pcharge */+ k_marge, afin d’éviter une disjonction pendant la mise en marche.
A la fin de cette opération 3’ on obtient une liste de toutes les charges activables.
H est décrit maintenant ci-après une réalisation pour le choix des charges désactivables éligibles.
Opération 1
Ce choix peut porter sur l’état (On/Off) des appareils typer ballons d’eau chaude sanitaire. Ici, on ne retient que les charges On.
Opération 2
Le choix peut porter en outre sur la durée de marche (uniquement pour les charge interruptibles comme les ballons ou les batteries) qui peut-être théorique, s’il n’y a pas de remontée d’information sur l’état réel de fonctionnement de l’équipement. Cette valeur est remise à 0 à chaque changement d’état. On ne retient que les charges dont le temps de marche est supérieur à Γanti-court cycle de marche.
Opération 3
Le critère de rentabilité peut être défini comme suit : Pcharge * seuil_off < flux.
On sélectionne les charges dont le fonctionnement entraîne un soutirage réseau trop élevé susceptible de se traduire par une augmentation de la facture client, c’est-à-dire les charges dont la puissance est supérieure au soutirage/seuil_off, seuil_off étant compris typiquement entre 0.5 et 0.7. Plus la valeur du seuil de désactivation est élevée, plus il y a de soutirage réseau mais plus on valorise localement les excédents de production.
A la fin de l’opération 3 on obtient une liste de toutes les charges désenclenchables.
On décrit maintenant un exemple de réalisation pour procédé au solde (qui vise un dernier tri sur les éligibles).
Il est proposé ci-après plusieurs manières de faire un tri sur le solde.
Pour améliorer la réactivité du traitement, un flux positif (soutirage réseau) ou négatif (injection réseau) est compensé par la désactivation/activation simultanée de charges multiples sélectionnées par itérations successives de l’opération 2. Avec un pas de pilotage de quelques secondes, il est préférable de compenser un écart important sur plusieurs pas de temps pour éviter de créer des variations d’appel de puissance de trop forte ampleur.
Dans le cas où un retour temps réel sur la consommation des charges est disponible, il est possible de prendre en compte l’impact prévisionnel de l’activation/désactivation des charges sur l’absorption du surplus. Par exemple, activer un ballon qui serait déjà relancé pendant une plage d’heures creuses méridiennes ne contribuerait pas à limiter l’injection. A l’inverse, désactiver un ballon qui aurait atteint sa capacité de stockage et serait déjà arrêté ne contribuerait pas à limiter le soutirage. H convient donc de sélectionner une ou plusieurs charge(s) supplémentaire(s) sans attendre le pas de temps de pilotage suivant.
Ce procédé est mis en œuvre répétitivement, par exemple toutes les 30 minutes.
Concernant la répartition périodique entre clients d’un même groupe, il est préconisé ce qui suit.
En fin de période (typiquement 1 mois), on met à jour des soldes à partir des données de courbe(s) de charge et de courbes de production, avec des opérations de régularisation (par exemple au moyen de transactions financières) et réinitialisation des cumuls à zéro. Les clients dont le solde est positif paient une contribution et ceux qui ont un solde négatif reçoivent une compensation financière. Dans la mesure du possible, le coût doit refléter les gains réalisés liés aux écarts éventuels sur la part acheminement, énergie et taxes. Si, malgré le pilotage, un surplus résiduel a été réinjecté sur le réseau et revendu à un tiers, alors la recette peut être totalement ou partiellement redistribuée aux producteurs au prorata des productions Pjj, ou des droits à soutirer ou venir en déduction des charges (selon les modèles d’affaire).
Si le partage porte sur le surplus absorbé par les charges pilotées, alors il faut remplacer la consommation totale d’électricité des clients (Ck,i) par la consommation des charges pilotées et la production Énergie produite localement (Pj,û par le surplus Énergie produite localement qui correspond à la production moins la consommation naturelle (hors charges pilotées). Les données de comptage peuvent provenir de la télé-information client des compteurs et/ou de capteurs indépendants.
Le calcul des soldes, selon une opération globale 4, est détaillé ci-après.
Claims (5)
- S’il s’agit d’objectifs individuels d’autoproduction en énergie, alors :1) A chaque pas de temps de bilan (typiquement 10 ou 30 minutes), on calcule le taux d’autoproduction collective défini par :install p , ,TAPC_réek = min(l g g,Àfe=1 Gk,i avec Pjj la production de l’installation photovoltaïque numéro j à l’instant iCk,i la consommation du client numéro k à l’instant i
- 2) A chaque pas de temps de bilan, pour chaque client, on calcule l’autoproduction réelle telle que :APC_réelleki = Cm * TAPC_réeli
- 3) A chaque pas de temps de bilan, pour chaque client, on calcule l’autoproduction cible telle que :APC_cibleki = DSk * min( Yk'ffnts Ck,t, PjQ avec DSk le droit à soutirer du client k
- 4) A chaque pas de temps de bilan, pour chaque client, on calcule l’écart entre les autoproductions réelle et cible :soldek = soldek + APC_réellek i- APC_ciblek iEn cas de surplus d’énergie produite localement, l’ordre d’activation des charges activables correspond aux soldes croissants. A l’inverse, en cas de pénurie d’énergie produite localement, l’ordre de désactivation des charges interruptibles correspond aux soldes décroissants.
- 5) Le pas de pilotage est idéalement de l’ordre de la minute. Pour éviter une sollicitation excessive des appareils, il est préférable de réaliser une moyenne glissante du flux résultant (typiquement sur 10 minutes avec une mise à jour toutes les 30 secondes), de prendre en compte des anti court-cycle de marche et d’arrêt (typiquement 10 minutes pour les ballons) et des seuils d’activation et de désactivation des équipements pilotés. Ceux-ci correspondent à un taux de couverture solaire minimal de la charge activable (injection supérieure à seuil_on * Pcharge) ou désactivable (soutirage supérieur à seuil_off * Pcharge). Us dépendent du prix de vente de l’énergie photovoltaïque, du prix de vente de l’électricité en cours et du prix de vente pendant la période de fonctionnement normal de l’équipement piloté, voire du rendement du stockage.Par exemple pour un ballon électrique asservi aux heures creuses (HC) qui serait relancé en heures pleines (HP) sans perte de rendement, on a :prix_elecHP — prix_elecHC seuilon = -----;----------------;------prix_elecHP — prix_pvPar un raisonnement analogue, prix_elecHC — prix_pv seuilof f = ---------------------11 pnx_elecHP — prix_pvSelon les erreurs de mesure, les puissances électriques issues du photovoltaïque installé et des charges pilotées, il est pertinent de prendre un seuil d’activation (respectivement de désactivation) supérieur (respectivement inférieur) aux valeurs théoriques ci-dessus. Ces seuils peuvent être calculés pour chaque client, chaque usage et chaque pas de temps où l’on peut utiliser des seuils uniques (par client et/ou usage et/ou pas de temps) qui sont les maximums/minimums des sous-ensembles considérés. Le seuil seuil_off peut avantageusement être plus grand que le seuil seuil_on pour ajouter un effet hystérésis et éviter une prise de décision qui serait potentiellement contredite pendant le pas de temps de pilotage suivant.Avant d’activer une charge, il convient de vérifier si la puissance disponible - écart entre la puissance souscrite et la puissance moyenne appelée - est bien supérieure à celle de la charge plus une marge (typiquement de 200W ou de 20%).S’il s’agit d’objectifs individuels d’économies sur la facture, alors il faut intégrer les prix de vente de l’électricité (du complément fournisseur et des installations photovoltaïques) dans le calcul des bilans.Ainsi, le gain réalisé par le client k à l’instant i vaut :gain réeh.i = APC_réelleki * (prix eleck.i- prix_pvi)Tandis que le gain cible vaut :gain_ciblek,i = DSk * Sk=ie”ts gain_réelkiEt le solde cumulé :solder = soIdck i i + gain réeh.i - gainciblck.i •^mstal1 prix_pvj*Pj t avec prix_pvt = —---Ninstall-----~ + prix_turpeki + prix_taxeski, le prix moyen duΣ;=Τ “ Pj,i kilowattheure photovoltaïque à l’instant i, tarif d’acheminent (mini TURPE) et taxes compris.H convient bien entendu d’utiliser le prix de l’électricité correspondant au fonctionnement normal de la charge pilotée pour évaluer les économies (par exemple, le tarif heures creuses pour la consommation des ballons asservis) en calculant un taux d’autoproduction pour les usages non pilotés et un autre pour le ballon, les premiers étant prioritairement couverts par la génération photo voltaïque. Les gains sont dans ce cas une somme de deux termes calculés selon la méthode précédente.S’il s’agit d’un objectif global « opportuniste » de minimisation de la somme des factures, alors en cas de surplus d’énergie produite localement, l’ordre d’activation des charges correspond aux gains réalisables décroissants. A l’inverse, en cas de pénurie d’énergie produite localement, l’ordre de désactivation des charges interruptibles correspond aux gains réalisés croissants. Une mise en œuvre simple consiste à utiliser les seuils d’activation/désactivation différenciés et à ajouter ce critère supplémentaire dans l’étape de tri : les charges ayant les seuils les plus bas étant prioritaires. En cas d’égalité, un dernier tri peut s’effectuer sur le cumul d’énergie autoconsommée (au périmètre de la consommation totale du client ou uniquement des charges pilotées) pour « équilibrer » l’accès à la production d’énergie produite localement locale.On peut avantageusement remplacer l’opération 1 ci-avant par un traitement d’affectation de la production photovoltaïque qui maximise Γautoconsommation collective : ACC = min (prod_pv, conso_totale) pour attribuer à chacun une part égale à son droit à soutirer (= cible). Le traitement peut procéder par itérations et prendre en compte le cumul des écarts par rapport à la cible (= solde) dans la méthode d’arbitrage.• Si la production est excédentaire alors, tout le monde bénéficie d’une autoproduction de 100%APC _réellekt = Ck,iAPC_ciblek:i = DSk^tlintSCk,i • Si, au contraire, il y a une pénurie de la production :i. Les clients sont triés par solde croissant (les plus lésés sont prioritaires) ii. Régularisation des soldes dans les limites de la consommation du client et de la production PVAPC_réelleki = min (Cm, min(L^fftallPji - Σί=ι APC_réelleki, max (0, p. . * DSk _ soidek i4 ) )) iii. Le résidu est successivement équiréparti entre les clients qui ont un taux d’autoproduction inférieur à 100% : Nciients dispTant que Pj,t - APC_reelleti) > 0 alors APC_réelleki = min (Cm, APC_réelleki + Pj,t - ^fjents APC_réellen) / ^clients disp ) Puis mise à jour de la liste des clients disponibles et de ^clients dispCet algorithme peut être utilisé indépendamment du pilotage des ballons d’eau chaude, dans n’importe quelle opération d’autoconsommation collective.Dans une autre variante, on peut utiliser des prévisions de consommation hors usages pilotés et de production. Il est possible de prioriser l’enclenchement d’un équipement blanc non interruptible (par exemple un lave-linge) face à un cumulus lorsque le surplus prévisionnel le permet. La connaissance du surplus croisée avec une estimation de la capacité de stockage (par exemple par auto-apprentissage d’une intelligence artificielle) permet également d’adapter tous les jours les seuils d’activation et de désactivation des 5 charges (par exemple, seuil_on > 1, les jours où le surplus est bien supérieur à la capacité de stockage pour éviter les soutirages involontaires).Cet algorithme de hiérarchisation dynamique est bien adapté lorsqu’il s’agit de répartir la 10 production/le surplus d’une installation commune de panneaux photovoltaïques entre des clients autoproducteurs ou autoconsommateurs.La figure 1 présente une architecture possible avec un serveur backend pour la mise en œuvre du procédé ci-avant. Il n’apparaît comme on le relèvera aucune communication 15 directe entre le serveur gestionnaire central et les passerelles locales.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1859398A FR3087278A1 (fr) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Optimisation d'un partage d'energie electrique en contexte d'autoconsommation et d'autoproduction collectives |
FR1860620A FR3087286B1 (fr) | 2018-10-10 | 2018-11-16 | Optimisation d'un partage d'energie electrique en contexte d'autoconsommation et d'autoproduction collectives |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1859398 | 2018-10-10 | ||
FR1859398A FR3087278A1 (fr) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Optimisation d'un partage d'energie electrique en contexte d'autoconsommation et d'autoproduction collectives |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3087278A1 true FR3087278A1 (fr) | 2020-04-17 |
Family
ID=65685780
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1859398A Pending FR3087278A1 (fr) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Optimisation d'un partage d'energie electrique en contexte d'autoconsommation et d'autoproduction collectives |
FR1860620A Active FR3087286B1 (fr) | 2018-10-10 | 2018-11-16 | Optimisation d'un partage d'energie electrique en contexte d'autoconsommation et d'autoproduction collectives |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1860620A Active FR3087286B1 (fr) | 2018-10-10 | 2018-11-16 | Optimisation d'un partage d'energie electrique en contexte d'autoconsommation et d'autoproduction collectives |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (2) | FR3087278A1 (fr) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3012646B1 (fr) * | 2013-10-31 | 2017-03-17 | Electricite De France | Procede d'optimisation de la consommation et de la production d'une installation electrique |
FR3019882A1 (fr) * | 2014-04-15 | 2015-10-16 | Electricite De France | Systeme de chauffe-eau a consommation energetique modulable |
-
2018
- 2018-10-10 FR FR1859398A patent/FR3087278A1/fr active Pending
- 2018-11-16 FR FR1860620A patent/FR3087286B1/fr active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3087286A1 (fr) | 2020-04-17 |
FR3087286B1 (fr) | 2021-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6592454B2 (ja) | 電力制御システム、電力制御方法及びプログラム | |
Klingler et al. | Impacts of a forecast-based operation strategy for grid-connected PV storage systems on profitability and the energy system | |
US10784691B2 (en) | Power supply system and method of controlling the same | |
Kernan et al. | Demand side management of an urban water supply using wholesale electricity price | |
JP2010233352A (ja) | 電力供給システムおよび分散型発電装置の制御装置 | |
Shayan et al. | Multi-microgrid optimization and energy management under boost voltage converter with Markov prediction chain and dynamic decision algorithm | |
WO2015158782A1 (fr) | Système de chauffe-eau à consommation énergétique modulable | |
EP4251464A1 (fr) | Procédé et système de charge adaptative de véhicules électriques | |
Ouédraogo et al. | Impact of electricity tariffs and energy management strategies on PV/Battery microgrid performances | |
JP6385857B2 (ja) | 電力管理装置及びその制御方法 | |
Bahrami et al. | Industrial load scheduling in smart power grids | |
Rubel et al. | How Batteries and Solar Power Are Disrupting Electricity Markets | |
Musio et al. | Optimal management strategy of energy storage systems for RES-based microgrids | |
Kato et al. | Autonomous scheduling of heat-pump water heaters for mitigating voltage rise caused by photovoltaic power generation systems | |
JP7108524B2 (ja) | 充放電制御装置及び充放電制御方法 | |
JP5912055B2 (ja) | 制御装置及び制御方法 | |
FR3087278A1 (fr) | Optimisation d'un partage d'energie electrique en contexte d'autoconsommation et d'autoproduction collectives | |
Telaretti et al. | A novel operating strategy for customer-side energy storages in presence of dynamic electricity prices | |
Söder | The value of wind power | |
EP3846095A1 (fr) | Procédé de gestion automatique d'un flux d'énergie électrique | |
Boddapati et al. | Energy trading in prosumer based smart grid integrated with distributed energy resources | |
Schott et al. | Smart battery systems driving renewable energy markets | |
FR3008484A1 (fr) | Installation de production energetique comprenant un dispositif de prediction meteorologique, notamment une installation de chauffe-eau solaire comprenant un tel dispositif | |
EP3979163B1 (fr) | Optimisation de l'energie disponible dans un mini-grid | |
WO2024146913A1 (fr) | Installation électrique |