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Le logiciel PREconfiguring and Controlling Inverter SEt-points (PRECISE) développé par NREL aide les services publics à identifier les modes et les paramètres optimaux des onduleurs pour l’énergie solaire distribuée. PRECISE est un système autonome qui permet aux ingénieurs des services publics d’interconnecter de manière transparente la production photovoltaïque, réduisant considérablement le temps d’attente et les coûts pour les clients. PRECISE : Réduction des coûts et des retards pour le PV en toiture
Outil d’automatisation : PRECISE : réduction des coûts et des délais pour le PV en toiture
Chaque jour, les services publics à travers le pays reçoivent des demandes de clients souhaitant connecter leurs systèmes solaires de toit au réseau – jusqu’à des centaines par jour et des milliers par semaine. Ce volume élevé de demandes d’interconnexion ne montre aucun signe de ralentissement à mesure que le prix des systèmes photovoltaïques (PV) diminue et que les États et les gouvernements locaux fixent des objectifs d’énergie renouvelable plus élevés pour leurs communautés.
Cette augmentation des demandes d’interconnexion solaire a créé un nouveau défi pour les services publics, car chaque demande reçue nécessite une évaluation technique pour évaluer les impacts potentiels sur le réseau de la nouvelle installation solaire. Cette évaluation technique évalue les impacts sur la qualité de l’électricité et les actifs d’infrastructure et constitue un élément clé du processus d’approbation d’interconnexion d’un service public. À l’heure actuelle, les services publics évaluent manuellement les applications d’interconnexion, ce qui signifie qu’il y a une demande croissante d’ingénieurs de distribution déjà surchargés.
Pour gérer le volume croissant de demandes, les services publics se tournent de plus en plus vers l’analyse de la capacité d’hébergement pour fournir une visibilité publique sur la capacité de leurs réseaux à accueillir l’énergie solaire. Les cartes de capacité d’hébergement qui en résultent fournissent un large aperçu aux clients pour savoir si leur réseau local peut accueillir – ou héberger – une nouvelle production solaire. Ces cartes, bien qu’utiles pour la planification de haut niveau, ne répondent toujours pas à la question de savoir si les applications solaires individuelles peuvent s’interconnecter au réseau, car chaque interconnexion peut déclencher des contraintes uniques du système de distribution local.
Automatisation du processus d’interconnexion client
Les chercheurs du réseau du National Renewable Energy Laboratory (NREL) se sont associés au Sacramento Municipal Utility District (SMUD) pour résoudre ce problème dans le processus d’interconnexion.
« Notre équipe de projet a cherché à comprendre comment un service public peut évaluer les applications solaires de manière rapide et robuste tout en étant techniquement minutieux », a déclaré Killian McKenna, chercheur principal au Grid Planning and Analysis Center de NREL et chercheur principal de l’effort.
Leur solution était PRECISE—PREconfiguring and Controlling Inverter SEt-points—un outil qui effectue des évaluations d’interconnexion rapides et automatisées et s’intègre de manière transparente au flux de travail d’interconnexion d’entreprise existant de SMUD.
« L’évaluation de l’interconnexion PV devient un processus qui prend du temps car chaque système d’énergie solaire proposé doit être examiné individuellement en détail pour s’assurer qu’il fonctionne en toute sécurité avec notre réseau », a déclaré Sheikh Hassan, ingénieur principal en distribution chez SMUD. « PRECISE réduit considérablement ce temps d’évaluation en déterminant instantanément les paramètres optimaux de l’onduleur pour un emplacement donné. »
PRECISE a été mis en service au SMUD le 26 février 2022 et a traité plus de 1 700 demandes au cours de ses six premiers mois de fonctionnement, une moyenne de 13 demandes par jour ouvrable et jusqu’à près de 30 demandes en une journée. L’outil lui-même peut évoluer pour traiter n’importe quel nombre d’applications : grâce à l’automatisation, à l’intégration de données et à des techniques informatiques rapides, PRECISE peut facilement gérer des centaines d’applications par jour.
« Il s’agit d’un résultat formidable pour notre équipe, qui a permis au personnel d’obtenir l’aide dont il avait besoin tout en accélérant le processus d’interconnexion et en réduisant les coûts pour nos clients », a déclaré Sruthi Nadimpalli, chef de projet informatique chez SMUD. Cette fonctionnalité a valu à PRECISE un prix R&D 100 en 2019, a aidé les clients à installer en toute sécurité et efficacement plus d’énergie solaire dans les zones de service de SMUD et a un potentiel mondial.
L’automatisation de ce flux de travail est compliquée. Pour être techniquement rigoureux, PRECISE automatise la modélisation de l’ensemble des plus de 40 000 secondaires de distribution de SMUD – ou du système de distribution basse tension connecté aux maisons et au solaire sur le toit – et extrait les données de l’infrastructure de mesure avancée (AMI) selon les besoins. L’outil utilise également des mesures d’irradiance locales dans la zone de service de SMUD et crée des modèles mathématiques de chaque système PV entrant. Cela implique de modéliser chaque composant des panneaux solaires et leurs orientations, ainsi que les capacités des onduleurs et des onduleurs intelligents, pour effectuer l’évaluation.
L’ensemble du processus est automatisé pour garantir que PRECISE extrait les données dès que l’application d’interconnexion d’un client est créée et met à jour les équipes commerciales en aval (c’est-à-dire la planification, le comptage, la conception de la ligne) une fois ses calculs terminés, créant ainsi un processus d’interconnexion solaire rationalisé adapté à répondre aux besoins locaux uniques de SMUD.
Trouver des solutions solaires pour tous
Un scénario courant pour les clients SMUD implique des demandes d’interconnexion de systèmes d’énergie solaire plus grands que le réseau ne pourrait en accueillir dans un emplacement spécifique. PRECISE automatise une évaluation de la taille du système que le réseau peut accueillir et de la manière dont les fonctions avancées de l’onduleur peuvent prendre en charge l’approbation. Dans ces scénarios, les ingénieurs de planification disposent de ces informations et peuvent travailler avec le client pour trouver une solution permettant au système PV de s’interconnecter avec succès.
Pour chaque application d’interconnexion solaire photovoltaïque résidentielle, PRECISE évalue l’impact de la proposition d’interconnexion et évalue la nécessité d’utiliser des fonctions d’onduleur intelligent.
« La tâche consistant à déterminer les paramètres optimaux des onduleurs intelligents afin de maximiser notre capacité d’hébergement PV deviendra plus complexe et chronophage à mesure que le nombre d’applications d’interconnexion PV augmentera », a déclaré Hassan. Les fonctions de l’onduleur intelligent peuvent être le facteur décisif pour déterminer si une interconnexion doit être réduite ou non, et PRECISE permet cette évaluation, en tirant parti des fonctions de l’onduleur au besoin, pour aider à accueillir plus d’énergie solaire sur le réseau.
Partenariat pour des résultats révolutionnaires et des opportunités futures
Pour que PRECISE se produise, NREL a travaillé en étroite collaboration avec une équipe SMUD qui comprenait plus de 20 personnes travaillant dans plusieurs départements du service public, y compris des experts en système d’information géographique (SIG), des responsables d’infrastructure de mesure avancée, des ingénieurs de distribution, des administrateurs de base de données, des administrateurs d’application, des informations gestionnaires de projets technologiques et experts en processus d’affaires.
L’équipe de projet de NREL comprenait Kapil Duwadi, qui jouait le rôle de développeur d’applications, Aadil Latif, qui a automatisé la modélisation de l’ensemble du système de distribution de SMUD, et Killian McKenna, qui a supervisé l’effort.
Une collaboration étroite entre les ingénieurs de NREL et une équipe diversifiée de SMUD était essentielle à la réussite de l’intégration et de l’automatisation de PRECISE. Le projet était la première automatisation du processus d’évaluation technique de l’interconnexion de ce type, qui pourrait servir de modèle à de nombreux services publics qui souhaitent automatiser le défi croissant de l’évaluation des nouvelles demandes d’interconnexion. « PRECISE est un outil d’évaluation d’interconnexion PV de pointe qui permet aux services publics d’héberger plus d’énergie solaire de manière rentable », a déclaré Hassan.
Compte tenu de cette réalisation, NREL et SMUD explorent ensemble de futures collaborations, maintenant que PRECISE a lié les divers ensembles de données de services publics (par exemple, données de compteurs, SIG, applications d’interconnexion) nécessaires à l’évaluation automatisée des nouvelles ressources énergétiques distribuées. PRECISE pourrait désormais être appliqué à de grands sites solaires commerciaux, pour évaluer le stockage d’énergie par batterie ou pour évaluer l’impact des véhicules électriques lorsqu’ils se connectent au réseau.
« L’avenir de la planification et des opérations du réseau est une automatisation accrue pour évaluer la santé, les impacts et les opportunités des niveaux croissants de ressources énergétiques distribuées », a déclaré McKenna. « PRECISE est une première étape parmi tant d’autres pour atteindre cet avenir. »
En savoir plus sur Recherche sur la modernisation du réseau du NREL, recherche en analyse énergétiqueet recherche solaire, ou contactez le chercheur principal Killian McKenna à [email protected].
Publié à l’origine sur NREL.
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