GridLab

La communication est au coeur de la gestion de l'énergie et des réseaux électriques de demain. Omniprésente elle permettra de connaître l'état des consommations et des productions distribuées, mais aussi de piloter certaines charges, contrôler les petits producteurs distribuer, identifier rapidement les problèmes et optimiser les coûts d'exploitation.

Le concept « smart grid » vise à « optimiser » le système électrique grâce à une vision globale - et non seulement locale. Dans cette optimisation, l’utilisation des technologies de l’information et de la communication joue un rôle fondamental pour collecter des valeurs mesurées, prendre des décisions, transmettre des valeurs de consigne pertinentes…
GridLab Smart comprend un ensemble d’outils permettant de développer des solutions « smart » et de les tester notamment sur les installations du GridLab Dispatching et GridLab District.

L'infrastructure de GridLab Smart est composée d'équipements tels que des compteurs intelligents, des relais de protection numériques ou des systèmes d'acquisition de données, mais aussi d'outils de configuration et de test, de suites logicielles achetées, développées en interne ou provenant du monde open source. La partie de l'infrastructure - matérielle et logicielle - liée à une thématique est appelée "studio". Les studios de GridLab Smart sont présenté brièvement ci-dessous :

• Studio IEC61850 : IEC 61850 regroupe des protocoles de communication, des modèles de données et un processus d’ingénierie. Aujourd’hui, il est utilisé principalement dans les postes de transformation. Avec l’extension prévue à l’automation des centrales hydroélectriques et des réseaux de distribution, les systèmes IEC 61850 deviendront le système nerveux des smart grids. GridLab Smart contient une installation prototype avec des relais de protection de différents fabricants, un appareil de test Omicron, un environnement de développement (basé sur la librairie IEC 61850 open source libIEC61850) pour le développement d’appareils compatibles IEC61850 et un outil d’ingénierie IEC61850 indépendants des fournisseurs de matériel. Le studio comprend également une librairie IEC 60870-5, souvent utilisé pour la communication avec les centres de conduite.
• Studio Smart metering : L’accès aux compteurs intelligents est basé soit sur des protocoles propriétaires soit sur des protocoles compatibles avec la norme IEC62056 (DLMS / COSEM). Le studio smart metering contient des compteurs intelligents de différents types, ainsi que des outils permettant l’accès aux différents registres des compteurs intelligents.
• Studio Gridsim : l’environnement de simulation GridSim est un projet open source basé Python, qui offre :
  • une boîte-à-outils pour des simulations temporelles de systèmes multi-énergies et de stratégies de contrôle associées, et
  • un ensemble de modules pour la simulation électrique, la simulation thermique et le contrôle d’éléments.

• Studio Analyse de charge : Le studio comprend une bibliothèque d’algorithmes permettant une détection efficace des instants d’enclenchement et de déclenchement des processus avec une consommation de courant significative (NonIntrusive Load Monitoring, NILM). Il permet l'analyse automatique des consommations par reconnaissance de charge.
   

Cette infrastructure est elle même sujet à des développements constants, elle sert aux projets de recherche et est un excellent exemple pour les étudiants qui y participent des élements à mettre en place pour communiquer des données.

Dans ce domaine, plusieurs développements sont en cours :

• Plusieurs projet de recherche implémentent des communications avec le protocole IEC 61850, candidat à être un standard pour le Smart-Grid de demain.
• Des supervisions de réseau via SmartMeters ont été réalisées.
• L'infrastructure de communication pour la gestion de charge est étudiée. La HES-SO participe entre autre au grand projet européen SEMIAH.
• Une plateforme de simulation, nommée GridSim, dédiée à la gestion d'énergie sur les réseaux électrique est développée en Open Source. Elle permet par exemple de comprendre la virtualisation de centaines de charges flexibles chez le particulier pour consituer une VPP (Virtual Power Plant).