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Turbines éoliennes

Le réseau intelligent : comment l'IA alimente les technologies
énergétiques d'aujourd'hui

 

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Comme l'oxygène, le réseau électrique est essentiel à la vie moderne mais n'est pas toujours au premier plan – tant que des problèmes ne surviennent pas. Aujourd'hui, les infrastructures de réseau vieillissantes subissent de graves phénomènes météorologiques à travers le monde, entraînant des pannes d'électricité qui menacent la santé, la sécurité et l'activité économique. Dans le même temps, un certain nombre d'autres facteurs exercent également une pression sur les grilles centenaires. La manière dont l'énergie est produite évolue rapidement: plus d'énergie éolienne et solaire, moins de charbon et de combustibles fossiles. Ce changement nécessite de nouveaux processus et de nouveaux modes de gestion. Le "qui" évolue aussi, avec l'énergie produite aujourd'hui non seulement par les grandes entreprises énergétiques, mais aussi par une pléthore de nouveaux concurrents et prosommateurs (consommateurs qui produisent de l'énergie).

 

Et non seulement le monde naturel change vite, mais le monde technologique avance au galop aussi. Les technologies d'intelligence artificielle (IA) connectées au cloud, telles que l'apprentissage automatique, l'analyse des données et l'Internet des Objets (IoT), favorisent la progression des réseaux intelligents capables de gérer une production et une distribution d'électricité bien plus complexes. Ces technologies offrent des opportunités considérables à ceux qui, dans l'écosystème énergétique complexe, sont en mesure de les exploiter.

Qu’est-ce qu’un prosommateur ?

Le prosommateur est un mot-valise combinant « producteur » et « consommateur ». Les prosommateurs d'énergie restent généralement connectés au réseau central. Cependant, ils sont également capables de produire et même de stocker de l'énergie - généralement avec des panneaux solaires photovoltaïques et des batteries EV.

 

En fonction de la quantité d'énergie produite, cette énergie peut être utilisée pour compenser des factures mensuelles ou être revendue en excédent à des entreprises de distribution d'énergie ou à d'autres services de distribution d'énergie. Ce modèle peut être appliqué à la fois aux prosommateurs résidentiels et commerciaux, un nombre croissant d'entreprises branchant leurs panneaux solaires et leurs flottes de véhicules électriques dans le réseau.

Qu'est-ce qu'un réseau intelligent ?

Un réseau intelligent est un réseau qui intègre les technologies de distribution d'énergie et de communication numérique dans un flux bidirectionnel d'électricité et de données. Cela permet aux entreprises de production, de transport et de distribution d'électricité d'optimiser la production et la distribution d'électricité. De plus, elle permet aux consommateurs de tirer parti de toutes les informations que les données racontent, en les aidant à mieux comprendre l'énergie qu'ils utilisent et même l'énergie qu'ils produisent et stockent à travers des panneaux solaires et des batteries EV.

Quelle est la différence entre le réseau traditionnel et un réseau intelligent ?

La principale différence entre les systèmes traditionnels et les réseaux intelligents réside dans la capacité à échanger des informations dans les deux sens à travers le réseau, des entreprises de services publics aux consommateurs et vice versa. Voici quelques-unes des principales fonctionnalités qui différencient les réseaux intelligents :

  • Technologie : l'IA, le cloud et les technologies numériques permettent à tous les terminaux et actifs du réseau de communiquer, ce qui permet un meilleur contrôle et une meilleure autorégulation.
  • Distribution: l'énergie produite par les prosommateurs et d'autres sources d'énergie renouvelables, telles que le solaire ou l'éolien, peut être intermittente et inégale. Les technologies de réseaux intelligents permettent de coordonner, de stocker et de distribuer l'énergie de ces sources dans un flux stable et fiable.
  • Génération : l'analyse prédictive dans les systèmes intelligents signifie que les souches à forte demande peuvent être prévues et distribuées à plusieurs divisions et sous-stations.
  • Capteurs : les capteurs IdO sur l'ensemble du réseau peuvent aider à détecter les risques à un stade précoce, en redistribuant l'énergie pour réduire les pannes et aider à équilibrer les charges sans l'intervention directe des opérateurs.
  • Auto-réparation et maintenance prédictive : les capteurs peuvent également être utilisés pour détecter les problèmes mécaniques et effectuer de simples dépannages et réparations, en n'informant les techniciens que lorsque cela est nécessaire, avant que tout ne s'interrompe réellement.
  • Choix du client: davantage de fournisseurs d'énergie, de coopératives et de micro-générateurs peuvent rejoindre le réseau, ce qui permet aux consommateurs d'avoir plus de choix dans la manière dont ils reçoivent l'énergie.

Applications de l'IA dans les solutions énergétiques intelligentes : le point de vue du secteur de l'eau et de l'énergie

L'intelligence artificielle est le moteur d'un « agent intelligent » derrière les réseaux intelligents : elle permet d'évaluer l'environnement et de prendre des mesures pour maximiser un objectif donné. L'IA est fondamentale pour l'intégration des énergies renouvelables, la stabilisation des réseaux énergétiques et la réduction des risques financiers liés à l'instabilité des infrastructures.

 

Par exemple, les capacités d'auto-apprentissage, d'adaptabilité et de calcul de l'IA ont un potentiel important pour remédier à la nature intermittente des énergies renouvelables. Un déséquilibre dans les pics de production et de consommation est souvent représenté par "la courbe du canard" et peut rendre ces sources d'énergie difficiles à maîtriser. L'utilisation de l'IA dans les réseaux intelligents contribuera à relever ce défi en rééquilibrant l'inéquité entre les charges de production et de consommation.

 

Les technologies de réseaux intelligents contribuent à rendre les activités du secteur de l'eau et de l'énergie plus transparentes et plus compétitives. Voici quelques-unes des applications de l'IA et du Machine Learning dans les réseaux intelligents : 

  • Agilité et résilience : lorsque les énergies renouvelables sont générées par de nouveaux partenaires comme les coopératives et les prosommateurs, elles sont souvent intermittentes et variables. Les capteurs et l'automatisation peuvent être utilisés pour identifier les parties du réseau vulnérables et répondre par un réacheminement automatisé, en stockant l'énergie excédentaire pendant les heures de pointe et en la réacheminant lors des écarts dans le flux.
  • Prévision plus précise: le secteur de l'eau et de l'énergie est confronté à une grande variabilité des prix en raison de l'évolution de la consommation. Les modèles d'analyse prédictive peuvent être utilisés pour prévoir de manière plus fiable les charges et la production d'énergie renouvelable. En combinant les données de l'Advanced Metering Infrastructure (AMI) avec l'IA, les prévisions sont plus précises que les approches traditionnelles.
  • Alertes de panne plus sophistiquées : Le réseau de capteurs, de compteurs et d'actionneurs d'un réseau intelligent peut donner une transmission de signal courte « dernier gaz », incluant le temps et la date, pour indiquer une perte de puissance due à des pannes partielles ou complètes. En outre, les fonctionnalités prédictives de l'IA et les données en temps réel des compteurs intelligents peuvent informer les opérateurs des pannes juste avant qu'elles ne se produisent. Ces systèmes peuvent même faire la différence entre les pannes individuelles, les pannes de rue et les pannes par zone.
  • Rendement de puissance optimisé : l'utilisation de réseaux de capteurs alimentés par l'IA à des étapes de génération peut également être utilisée pour optimiser la puissance de sortie. De la même manière, l'énergie solaire bénéficie également des outils d'IA pour augmenter la productivité en prédisant le rayonnement solaire.
  • Amélioration de la commutation automatisée : la capacité des outils d'IA à prévoir les déséquilibres du réseau et à faire la distinction entre une brève interruption de l'alimentation et une panne complète permettra bientôt d'automatiser les protocoles de commutation. Cela permettra aux entreprises du secteur de l'eau et de l'énergie de réacheminer l'énergie ou d'isoler les zones touchées avant que des dommages graves ne surviennent ou que la panne ne s'étende à d'autres zones. Ces outils sont une ligne de défense qui assure la sécurité du matériel essentiel utilisé pour isoler et réparer les failles.
  • Une gestion plus flexible de la demande (DSM): les pics de demande d'énergie mettent les entreprises du secteur de l'eau et de l'énergie à rude épreuve. L'utilisation de l'IA et des compteurs intelligents à domicile et dans les bureaux peut vous aider à planifier, planifier, exécuter et suivre les modifications de la demande énergétique pour garantir que les fournisseurs puissent y répondre. Cela peut avoir un impact majeur sur l'utilisation de l'énergie, comme le montrent les États-Unis. Federal Energy Regulatory Commission, qui a constaté que les pics de charge peuvent être réduits jusqu'à 150 GW grâce à la gestion de la demande. De même, l'Institut de recherche sur l'énergie électrique (EPRI) a estimé que ces outils intelligents pourraient entraîner une réduction de 175 GW des pics d'énergie estivaux d'ici 2030.
  • Amélioration de la sécurité: la cybersécurité est une préoccupation essentielle pour tous les secteurs d'activité. Et le nombre et la complexité croissants des stratégies de cyberattaque présentent un risque pour les réseaux électriques existants et nouveaux. Les outils d'IA peuvent aider à réduire ce risque en détectant les fonctionnalités d'attaque réseau, les programmes malveillants et l'intrusion et en fournissant une protection de sécurité réseau pour les systèmes électriques. En outre, d'autres technologies, telles que la blockchain, peuvent fournir des systèmes transparents, inviolables et sécurisés qui permettent de nouvelles solutions métier, en particulier lorsqu'elles sont combinées à des contrats intelligents.

Applications de l'IA dans les solutions énergétiques intelligentes : le point de vue des consommateurs

Des enquêtes récentes au Royaume-Uni et aux États-Unis montrent que les clients ont des attitudes moindres à l'égard des entreprises du secteur de l'eau et de l'énergie. Avec l'augmentation du nombre de fournisseurs d'énergie et de prosommateurs, les entreprises du secteur de l'eau et de l'énergie devront exploiter des solutions intelligentes pour renforcer l'engagement et la satisfaction des clients. Voici quelques-unes des façons dont les technologies de réseaux intelligents peuvent contribuer à améliorer la satisfaction client :

  • Réduction des coûts : la gestion intelligente des réseaux et les compteurs intelligents basés sur l'IA permettent aux clients d'obtenir des évaluations horaires de leur consommation d'électricité, ce qui les aide à voir non seulement quand et où ils utilisent le plus d'énergie, mais aussi à proposer des conseils et des suggestions personnalisés pour optimiser leurs routines quotidiennes habituelles afin de réduire l'utilisation en période de pointe. Il aide également les prosommateurs à gérer la production d'énergie qui peut être revendue au réseau afin de réduire encore davantage les coûts.
  • Amélioration de la durabilité et de la transparence: les données des réseaux intelligents peuvent aider les clients à mieux connaître l'origine de leur énergie, à renforcer leur engagement et à démocratiser le réseau. Cela peut contribuer à leur donner de nouvelles perspectives sur la fourniture d'énergie et la possibilité de choisir des options plus durables.
  • Moins de pannes : comme indiqué, les outils d'IA peuvent aider à réduire le nombre de pannes et à en atténuer l'impact pour les clients résidentiels et commerciaux. Cela signifie une augmentation de la sécurité et de la confiance des consommateurs, d'autant plus que les événements météorologiques et les températures record font craindre des brèches et d'autres perturbations.

 

Récemment, un gestionnaire de réseau de distribution britannique a annoncé un projet pilote visant à utiliser les données des compteurs intelligents pour aider les consommateurs à améliorer la gestion de l'énergie, à optimiser la charge du réseau et à réduire les émissions de carbone. L'essai pourrait permettre à des clients d'économiser des millions de livres sterling et de réduire potentiellement des millions de tonnes d'émissions de gaz à effet de serre provenant de l'empreinte carbone annuelle du Royaume-Uni. Ce n'est qu'un exemple des avantages potentiels des réseaux intelligents pour les clients et l'environnement.

Le Big Data dans le secteur de l'énergie : l'importance

Du point de vue des clients comme des entreprises du secteur de l'eau et de l'énergie, la capacité de ces technologies à collecter et gérer des volumes importants et disparates de Big Data n'est pas la seule solution à prendre en compte : elle permet d'exploiter et de comprendre toutes ces données et de les utiliser pour optimiser l'utilisation de l'énergie et informer les opérations. Le Big Data est essentiel pour :

  • Mieux intégrer l’énergie renouvelable et alternative dans les entreprises du secteur de l’eau et de l’énergie en apprenant à prévoir et à gérer l’intermittence, et en équilibrant une myriade de petits intrants des acteurs de la prosommation.
  • Protéger les consommateurs en anticipant les pannes et en réorientant les ressources en une fraction de seconde, plutôt qu'après que tout a baissé.
  • Économisez de l'argent pour les entreprises comme pour les consommateurs en tirant des leçons des activités passées et en utilisant cet outil pour mieux gérer et automatiser les activités quotidiennes.
  • Fournissez des informations rapides et exploitables qui permettent aux entreprises du secteur de l'eau et de l'énergie de prendre des décisions en toute confiance et rapidement dans un environnement de plus en plus concurrentiel.

Comment le secteur de l'eau et de l'énergie se prépare aujourd'hui au réseau intelligent de demain

Il ne fait aucun doute que l'avenir de l'énergie évolue vers une fourniture d'énergie plus décentralisée, plus flexible et plus durable. Mais nous parlons d’une industrie mondiale vieille de plus d’un siècle - et qui doit souvent s’appuyer sur des infrastructures datant de presque aussi longtemps pour répondre à des milliards de personnes et à l’évolution rapide de leurs demandes.

 

Parmi les autres défis à relever figurent les changements réglementaires complexes, l'essor des prosommateurs et l'émergence de nouvelles startups dans les régions déréglementées. À l'instar de tout parcours de transformation numérique et d'entreprise, le passage à une gestion plus intelligente du réseau commence par quelques étapes prudentes avant de se lancer dans une exécution. Les technologies du secteur de l'eau et de l'énergie alimentent et favorisent incontestablement l'évolution de ce secteur. Toutefois, pour qu'un changement significatif se produise, les entreprises du secteur de l'eau et de l'énergie devront établir des plans de communication, d'engagement client et de gestion du changement solides, notamment :

  • Communiquer une vision du réseau intelligent et aligner les équipes et les parties prenantes autour de lui
  • Renforcer l'éducation des consommateurs sur les changements et les possibilités à venir
  • Motivation pour les consommateurs, les prosommateurs et les partenaires de distribution potentiels
  • Élaboration de métriques pour suivre les progrès réalisés dans la mise en œuvre et l'efficacité des réseaux intelligents
  • Garder à l'esprit l'expérience client et la fidélisation des clients, compte tenu de la concurrence supplémentaire et de la décentralisation d'un marché de l'énergie intelligent

 

La première étape du parcours consiste à communiquer avec les chefs d'équipe et les spécialistes dans votre entreprise, à briser les murs de silo et à trouver la richesse des informations souvent cachées à l'intérieur. Ensuite, découvrez comment mettre en œuvre des technologies intelligentes pour faire avancer votre entreprise.

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