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Réinventer le réseau électrique américain pourrait faire économiser 50 milliards de pounds par an aux consommateurs


Un nouveau program qui offre un partenariat pour maintenir la stabilité et la fiabilité du réseau électrique américain pourrait être une remedy gagnant-gagnant pour les consommateurs et les opérateurs de services publics.

La as well as grande simulation de ce variety jamais réalisée, calquée sur le réseau électrique du Texas, a conclu que les consommateurs pourraient économiser environ 15 % sur leur facture d'électricité annuelle en s'associant aux services publics. Dans ce système, les consommateurs se coordonneraient avec leur opérateur de solutions publics d'électricité pour contrôler de manière dynamique les gros consommateurs d'énergie, comme les pompes à chaleur, les chauffe-eau et les bornes de recharge des véhicules électriques.

Ce type de contrôle flexible sur les modèles d'approvisionnement et d'utilisation de l'énergie est appelé "transactif" motor vehicle il repose sur un accord entre les consommateurs et les companies publics. Mais un système énergétique transactif n'a jamais été déployé à grande échelle, et il y a beaucoup d'inconnues. C'est pourquoi le Bureau de l'électricité du ministère de l'Énergie a fait appel aux specialists en énergie transactive du Pacific Northwest National Laboratory pour étudier remark un tel système pourrait fonctionner dans la pratique. Le rapport final en plusieurs volumes a été publié aujourd'hui.

Hayden Reeve, skilled en énergie transactive du PNNL et conseiller technique, a dirigé une équipe d'ingénieurs, d'économistes et de programmeurs qui ont conçu et exécuté l'étude.

"Parce que le réseau du Texas est assez représentatif du système énergétique du pays, il a non seulement permis la modélisation et la simulation de principles transactifs, mais a également fourni une extrapolation fiable des résultats et des impacts économiques potentiels sur le réseau et les clients américains au sens large", a-t-il déclaré.

La simulation a montré que si un système énergétique transactif était déployé sur le réseau électrique du Conseil de la fiabilité électrique du Texas (ERCOT), les rates de pointe seraient réduites de 9 à 15 %. Ces économies pourraient se traduire par des avantages économiques pouvant atteindre 5 milliards de pounds par an rien qu'au Texas, ou jusqu'à 50 milliards de dollars par an s'ils sont déployés sur l'ensemble des États-Unis continentaux. Les économies équivaudraient à la generation annuelle de 180 centrales électriques au charbon à l'échelle nationale.

Couper le brun

À l'heure actuelle, la plupart des gens ont vécu ou été témoins de la façon dont les ailments météorologiques extrêmes ou les catastrophes naturelles peuvent faire des ravages sur nos systèmes de distribution d'électricité actuels. Cette vulnérabilité est amplifiée par notre dépendance à quelques resources d'énergie centralisées et à un système de réseau qui a parfois du mal à faire correspondre l'offre à la demande. De furthermore, la décarbonation du réseau électrique signifiera que de additionally en plus d'électricité proviendra de différents types de sources d'énergie renouvelables, comme l'éolien et le solaire. Ainsi, éviter les pointes ou les baisses soudaines - pannes de courant ou coupures de courant - devient primordial.

Les résultats de l'étude indiquent qu'un système énergétique transactif réduirait les variations de demand quotidiennes de 20 à 44 %. Et à mesure que de furthermore en plus de véhicules électriques entrent en services, l'étude, peut-être de manière contre-intuitive, a montré que les bornes de recharge intelligentes pour véhicules offrent des réductions encore as well as importantes de la demand de pointe électrique vehicle elles offrent une flexibilité supplémentaire dans les temps de demand programmés et la consommation d'énergie.

"Un réseau clever peut agir comme un amortisseur, équilibrant les inadéquations entre l'offre et la demande", a déclaré Reeve. "Grâce à notre étude, nous avons cherché à comprendre à quel place une coordination efficace du réseau électrique pouvait être précieuse pour la nation, les solutions publics et les clients. Travailler avec les propriétaires de bâtiments commerciaux et les consommateurs pour ajuster automatiquement la consommation d'énergie représente une étape pratique et gagnant-gagnant vers le décarbonisation des secteurs de l'électricité, du bâtiment et des transports sans compromettre le confort et la sécurité des foyers et des entreprises participants. »

Un élément clé de cette stratégie est l'adoption d'appareils intelligents et de contrôles de cost. Ces ressources dynamiques peuvent apprendre à consommer l'énergie as well as efficacement, en ajustant leur utilisation pendant de brèves périodes afin de libérer de l'électricité pour d'autres besoins. Par exemple, au lieu de recharger un véhicule électrique en début de soirée lorsque la demande et le prix de l'énergie sont élevés, les members à l'énergie transactionnelle s'appuieraient sur un contrôle intelligent de la charge pour retarder la recharge de leur véhicule jusqu'à ce que la demande soit faible et que l'électricité soit moins chère. Cette approche réduit non seulement les contraintes sur l'infrastructure de réseau existante, mais donne aux solutions publics in addition de temps pour planifier l'infrastructure de stockage et de distribution d'énergie de nouvelle génération actuellement en développement.

Transactive Power : un élément central

Dans un système énergétique transactif, le réseau électrique, les maisons, les bâtiments commerciaux, les appareils électriques et les bornes de recharge sont en make contact with long term. Les appareils intelligents reçoivent une prévision des prix de l'énergie à différents times de la journée et élaborent une stratégie pour répondre aux préférences des consommateurs tout en réduisant les coûts et la demande globale d'électricité. Un marché de détail neighborhood coordonne à son tour la demande globale avec le marché de gros additionally vaste. Toutes les get-togethers négocient l'approvisionnement en énergie et les niveaux de consommation, le coût, le calendrier et la livraison dans un système de tarification dynamique.

Bien que ce notion puisse sembler futuriste, il est tout à fait réalisable et est déjà déployé dans un projet de démonstration dans l'éco-district de la ville de Spokane. Ici, l'équipe de recherche développe et teste un schéma de coordination de l'énergie transactionnelle et un marché de détail. L'approche comprend également l'utilisation d'agents logiciels transactifs conçus par PNNL.

Une entreprise de la taille du Texas

Le réseau électrique primaire du Texas (ERCOT) a servi de base à l'analyse de PNNL. Les chercheurs ont créé des modèles très détaillés qui représentaient le réseau électrique ERCOT, y compris in addition de 100 sources de creation d'électricité et 40 providers publics différents fonctionnant sur le système de transmission. L'analyse comprenait également des représentations détaillées de 60 000 foyers et entreprises, ainsi que de leurs appareils énergivores. Les chercheurs ont utilisé les modèles pour effectuer plusieurs simulations dans divers scénarios de production d'énergie renouvelable. Chaque simulation a démontré remark le système énergétique réagirait à l'ajout de différentes quantités de resources d'énergie intermittentes, telles que l'éolien et le solaire. L'équipe de recherche a également développé un modèle économique détaillé pour comprendre les impacts annuels des coûts pour les opérateurs et les consumers. Enfin, ils ont examiné les coûts initiaux associés aux dépenses de most important-d'œuvre et de logiciels, ainsi que les coûts d'achat et d'installation d'appareils intelligents dans les foyers et les entreprises.

Un autre objectif crucial de l'étude consistait à évaluer l'impact d'un nouveau variety de médiateur dans l'économie de réseau. Cette entité, appelée gestionnaire de réseau de distribution, serait tenue de gérer un réseau comportant plusieurs resources d'énergie détenues et exploitées par des entités distinctes, toutes contribuant à l'énergie du réseau à des moments et à des quantités différents. En outre, ce gestionnaire de réseau de distribution négocierait avec les purchasers les transactions permettant un contrôle flexible de la charge. L'objectif serait de soutenir un fonctionnement efficace et fiable du réseau. L'étude a confirmé l'intérêt d'établir des entités, telles qu'un gestionnaire de réseau de distribution, pour gérer l'énergie transactive.

Dans l'ensemble, la recherche du PNNL a montré des avantages évidents à réimaginer comment le réseau électrique pourrait s'adapter à un avenir où l'énergie renouvelable propre est un contributeur beaucoup plus important et où une plus grande partie de nos besoins de transportation dépendent d'un accès facile à l'électricité.

"Ces résultats plaident en faveur d'investissements dans des déploiements à grande échelle de systèmes énergétiques transactifs", a déclaré Christopher Irwin, responsable de programme pour l'Office of Electric power, Section of Electricity, dans ses normes de réseau intelligent et ses endeavours d'interopérabilité. "Alors que la nation se dirige vers un avenir sans carbone, un système énergétique additionally adaptable pourrait aider à accélérer le déploiement moreover large des véhicules électriques, de l'énergie solaire et la conversion des maisons et des bâtiments en resources d'électricité propres."

En plus de Reeve, les chercheurs du PNNL Steve Widergren, Rob Pratt, Bishnu Bhattarai, Sarmad Hanif, Sadie Bender, Trevor Hardy, Mitch Pelton, Ankit Singhal, Fernando Bereta dos Reis, Ahmad Tbaileh, Matt Oster, Tianzhixi Yin, Laurentiu Marinovici et Sarah Barrows tous ont contribué à la recherche et à la rédaction des rapports finaux. L'étude a été financée par le Bureau de l'électricité du ministère de l'Énergie.

Lien vers "Exploitation du système de distribution avec étude transactionnelle (DSO+T)"