Projet énergétique intégré pour une communauté urbaine

Promoteur principal : Opus One Solutions Energy Corporation
Lieu : Toronto (Ontario)
Contribution de l’Initiative : 5 317 600 $
Total du projet : 12 656 350 $

Description du projet

L’intégration de sources d’énergie renouvelables dans le réseau électrique offre de nombreux avantages économiques et environnementaux importants aux Canadiens; ainsi, la production d’électricité de telles sources s’est accrue de façon remarquable. Toutefois, les sources d’énergie renouvelable sont normalement décentralisées et variables, ce qui met beaucoup de pression sur un réseau électrique conçu il y a des dizaines d’années en fonction de grandes génératrices dont l’énergie produite peut être acheminée. De plus, le nombre croissant de véhicules électriques sur les réseaux de distribution va mettre une pression supplémentaire sur le réseau. Les technologies de réseaux intelligents permettent une gestion plus efficace des réseaux électriques modernes et facilitent l’intégration des sources d’énergie renouvelables et des charges intermittentes.

Opus One Solutions est une entreprise de génie logiciel et de solutions ayant son siège à Toronto qui possède de l’expertise dans l’avancement de l’innovation en vue du réseau moderne. Compte tenu des défis que posent les sources décentralisées et les charges variables pour le réseau, l’entreprise a proposé le « Projet énergétique intégré pour une communauté urbaine » pour financement par l’Initiative écoÉNERGIE sur l’innovation. Le Projet a reçu 5,3 M$ pour développer et démontrer l’« intelligence » du réseau en faisant preuve de quatre innovations clés : gestion énergétique du réseau de distribution; infrastructure avancée de détection et de commande; architecture d’interopérabilité; intelligence décentralisée en réseau.

Résultats

Capture d’écran du tableau de bord du système de gestion de la distribution d’énergie GridOS®

Capture d’écran du tableau de bord du système de gestion de la distribution d’énergie GridOS® montrant le rapport sommaire sur les artères d’alimentation, le rapport sommaire sur les alarmes et les graphiques affichant le profil de perte, le profil de charge, les ressources énergétiques décentralisées, l’état de la batterie de condensateurs, et le profil de tension en temps réel.

Opus One Solutions a monté et mis en service un microréseau à pleine échelle pour le Village des athlètes aux Jeux panaméricains 2015 en partenariat avec Siemens, eCAMION, l’Université de Toronto et Toronto Hydro. Le microréseau était composé d’un système de stockage d’énergie à batteries au lithium-ion de 100 kVA/125 à l’échelle du réseau, d’un système d’énergie solaire photovoltaïque (PV) à alvéole de 3 kW monté sur le toit, de six bornes de recharge de véhicules électriques (EV) de niveau 2 et d’une borne de recharge rapide CC de niveau 3, le tout étant connecté au réseau de distribution de Toronto Hydro et commandé par le système d’exploitation GridOS® d’Opus One. De plus, un microréseau parallèle a été monté aux installations d’Opus One – le centre d’excellence sur l’intelligence et l’intégration (IICE) sert de laboratoire vivant et de vitrine pour l’avancement des contrôleurs de microréseau et la gestion de ressources d’énergie décentralisées.

GridOS® est une plateforme logicielle de gestion de réseau énergétique intelligent en temps réel pour la gestion multilatérale (ressources d’énergie décentralisées, services publics et exploitants de systèmes indépendants) et l’optimisation du réseau de distribution. Il s’agit d’un système « fondé sur un modèle » exploitant le modèle de courant alternatif triphasé déséquilibré du réseau de distribution et des algorithmes complexes d’estimation de l’état optimal en temps réel pour la prise de décisions en temps réel (de secondes à moins d’une minute). GridOS® offre des capacités de gestion de réseau de distribution d’énergie pour la commande en temps réel de la production, du stockage et la réponse à la demande de ressources (y compris la recharge de VE). Une infrastructure avancée de détection et de commande permet aux exploitants de réseau de mieux connaître la situation et d’optimiser le rendement des systèmes grâce à l’utilisation de capteurs intelligents, de commandes et d’outils de diagnostic. GridOS® met également en œuvre une architecture d’interopérabilité qui permet la translation locale de tous les points d’accès au réseau afin de créer un « bus commun de service du réseau » (c.-à-d. une base commune intelligente d’information et une plateforme pour l’interopérabilité sans interruption). De plus, GridOS® facilite la décentralisation de l’intelligence du réseau d’entreprise du service public plus loin dans le réseau de distribution par l’emploi de contrôleurs réglables afin de créer des « nœuds intelligents ». Chacun des nœuds est couplé à une ressource énergétique (p. ex., de production, de stockage ou de demande) et la commande de son fonctionnement avec le réseau intelligent (y compris l’intermittence, la tension/puissance réactive et la qualité de puissance) peut se faire indépendamment.

Le site de démonstration – le YMCA dans la rue Cherry, au centre-ville de Toronto

Le site de démonstration – le YMCA dans la rue Cherry, au centre-ville de Toronto, l’un des six immeubles du Village des athlètes des Jeux panaméricains de 2015.

Le microréseau du Village des athlètes a exploité un système selon l’heure de consommation et une stratégie de protection de l’îlotage. En cas de panne du réseau, le système s’en retirerait tout en maintenant la charge de jusqu’à sept véhicules. Les dispositifs de commande basculeraient de l’alimentation du réseau à l’alimentation par batterie. Un dispositif d’alimentation sans interruption (UPS) offrait la dernière ligne de défense en cas d’épuisement des batteries. Une fois que la stabilité du réseau est rétablie, le système se synchronise automatiquement et le microréseau reprend son état de connexion au réseau.

Avantages pour le Canada

Le Projet a contribué à la conceptualisation de base, la conception, le développement et la démonstration de la technologie de GridOS® (plus particulièrement la modélisation du réseau en temps réel et l’estimation de l’état), ce qui offre le potentiel de faire progresser considérablement l’intelligence du réseau et de faciliter l’intégration de sources d’énergie renouvelables et de charges intermittentes.

Prochaines étapes

Après la réalisation du projet, l’exploitation quotidienne du microréseau du Village des athlètes des Jeux panaméricaines a passé au YMCA. Pour les cinq ans suivants, Opus One se charge de la surveillance, le soutien et l’entretien continus. Opus One continue de déployer GridOS® dans le cadre d’autres projets tout en poursuivant le développement de fonctionnalités supplémentaires de la plateforme logicielle.

 
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