Résumé
Le projet OFEN MSID a réuni des acteurs académiques (HES-SO Valais-Wallis et Icare) et les acteurs industriels (ElectrInfo, Enalpin, FMA, OIKEN, Seic-Télédis, Studer-Innotec) dans un but de résoudre deux problématiques majeures dues à l’injection de photovoltaïque (PV) qui sont l’optimisation de l’autoconsommation et la gestion de la tension réseau. En effet, deux GRDs font face à la première problématique avec des use-case différents. En ce qui concerne la SEIC-Télédis, la problématique d’autoconsommation est présente sur deux sites, deux maisons privées voulant valoriser le stockage local. Du côté de Viège, Enalpin a également cette problématique à gérer mais pour le bâtiment de la gare où se trouve leurs locaux. Concernant la seconde problématique traitée par le projet, deux sites de deux GRDs différents ont permis de réaliser les démonstrations. Dans le cas de FMA, il s’agit d’une ferme en bout de ligne situé à Gryon dans le canton de Vaud. Le remplacement de la génératrice diesel par du PV nécessite de piloter le stockage pour stabiliser la tension. Pour terminer, le dernier site se situe à Sierre au tennis de Pont-Chalais. La production élevée des panneaux solaires de la halle de tennis pose des problèmes de tension sur le réseau. Le projet OFEN MSID a permis de répondre aux différentes problématiques avec la mise en place d’une plateforme Virtual Power Plant (VPP) et d’un boitier de pilotage. Cet appareil pilote les différents onduleurs (Xtender Next3, de Studer-Innotec, Victron, de Victron Energy, ou IMEON, de IMEON Energy) en place sur les différents sites et récolte le plus de données utiles possibles générées par les appareils en place (onduleur, batterie, PAC, ECS, etc). Une plateforme VPP de visualisation est mise à disposition des GRDs et des clients finaux afin de pouvoir observer les données historiques et réelles mises à jour toutes les 15 minutes. La plateforme VPP développée dans le cadre du projet OFEN MSID offre également la possibilité de créer des algorithmes de pilotage. Ces algorithmes sont construits avec l’aide des données récoltées mais également générées. En effet, les algorithmes de prédiction de production photovoltaïque ainsi que les algorithmes financiers liées à la place de marché OFEN GBFlex sont disponibles et utilisables dans la création de l’algorithme de pilotage. Ces stratégies combinatoires ont permis d’optimiser le pilotage intelligent et permettre ainsi une meilleure gestion de la production PV et des consommateurs énergétiques sur les sites. Les démonstrations présentes dans ce rapport final OFEN MSID prouvent l’efficacité du système. Du côté de la problématique d’autoconsommation, nous avons testé le système en condition réelle sur notre site de développement OFF-GRID avant de le déployer sur les sites des partenaires. Du côté de la stabilisation de la tension réseau, nous avons démontré qu’en cas de surtension, le système était prêt à réagir afin de diminuer le problème autant que possible en pilotant les batteries disponibles dans le projet. Vous retrouvez dans le chapitre 5 de ce présent rapport l’ensemble des stratégies combinatoires testées et validées. En conclusion, ce projet a permis d’agréger et piloter à distance plusieurs sites avec des cas d’usage très différents mais avec des problématiques communes. Dans le cadre du projet OFEN MSID, six sites d’implémentation ont vu le jour. Le système est scalable et nous estimons entre 500 et 1000 sites dans la version actuelle des développements. Avec les démonstrateurs en place, nous sommes en mesure de prouver l’utilité de la mise en place de système intelligent pilotant les micro-stockages distribués. Le système de création d’algorithme prévoit d’ores et déjà des actions en cas de pénurie planifiée permettant d’assurer la disponibilité maximale du stockage avant une période de 4 heures en mode autarcique par exemple. Dans le contexte de potentielle pénurie d’électricité du printemps 2023, le pilotage de micro-stockages intelligents distribuées (MSID) à distance intéresse de plus en plus les gestionnaires de réseaux de distribution (GRDs).
In the context of a potential electricity shortage in the spring of 2023, the remote control of intelligent micro-distributed storage (MSID) is of increasing interest to distribution system operators (DSOs). The SFOE MSID project brought together academic actors (HES-SO Valais-Wallis and Icare) and industrial actors (ElectrInfo, Enalpin, FMA, OIKEN, Seic-Télédis, Studer-Innotec) with the aim of solving two major problems caused by the injection of photovoltaic (PV) energy, which are the optimisation of self-consumption and the management of the grid voltage. Indeed, two DSOs are facing the first issue with different use-cases. As far as SEIC-Télédis is concerned, the issue of self-consumption is present at two sites - two private houses wanting to make use of local storage. Visp and Enalpin also have this problem, but for the station building where their premises are located. Regarding the second issue addressed by the project, two sites of two different DSOs were used to carry out the demonstrations. In the case of FMA, it is an end-of-line farm located in Gryon in the canton of Vaud. The replacement of the diesel generator by PV needs to control the storage to stabilise the voltage. Finally, the last site is located in Sierre at the Pont-Chalais tennis court. The high production of the solar panels in the tennis hall causes voltage problems on the grid. The OFEN MSID project has made it possible to respond to the various problems with the implementation of a Virtual Power Plant (VPP) platform and a control box. This device controls the various inverters (Xtender Next3, from Studer-Innotec, Victron, from Victron Energy, or IMEON, from IMEON Energy) in place on the various sites and collects as much useful data as possible generated by the devices in place (inverter, battery, heat pump, DHW, etc.). A VPP visualisation platform is made available to the DSOs and end customers in order to observe historical and actual data updated every 15 minutes. The VPP platform developed within the framework of the SFOE MSID project also offers the possibility of creating control algorithms. These algorithms are built with the help of the data collected but are also generated. The photovoltaic production prediction algorithms as well as the financial algorithms linked to the OFEN GBFlex marketplace are available and can be used in the creation of the control algorithm. These combinatorial strategies have allowed the optimisation of the intelligent control and thus allow a better management of the PV production and energy consumers on the sites. The demonstrations presented in this final SFOE MSID report prove the efficiency of the system. On the self-consumption side, we tested the system in real conditions at our OFF-GRID development site before deploying it at partner sites. On the grid voltage stabilisation side, we demonstrated that in the event of a voltage surge, the system was ready to react in order to reduce the problem as much as possible by driving the batteries available in the project. All the tested and validated combinatorial strategies can be found in chapter 5 of this report. In conclusion, this project has allowed us to aggregate and remotely control several sites with very different use cases but with common problems. With the demonstrators in place, we are able to prove the usefulness of setting up an intelligent system to control distributed micro-storage. Within the framework of the SFOE MSID project, six implementation sites have been created. The system is scalable, and we estimate between 500 and 1000 sites in the current version of developments. The algorithm creation system already provides for actions in the event of a planned shortage to ensure maximum availability of storage before a period of 4 hours in autarkic mode for example.
Das BFE-Projekt MSID hat die akademischen Partner HES-SO Valais-Wallis und Icare und zusammen mit den industriellen Partnern ElectrInfo, Enalpin, FMA, OIKEN, Seic-Télédis, und Studer-Innotec zusammengebracht, um zwei Hauptprobleme zu lösen, die durch die Einspeisung von Photovoltaik (PV) entstehen: die Optimierung des Eigenverbrauchs und die Steuerung der Netzspannung. In der Tat stehen zwei Verteilnetzbetreiber (VNB) der ersten Problematik mit unterschiedlichen Fallstudien gegenüber. Bei der SEIC-Télédis ist die Problematik des Eigenverbrauchs an zwei Standorten präsent, da zwei Privathäuser die lokale Speicherung verbessern wollen. In Visp hat Enalpin ebenfalls diese Problematik zu bewältigen, jedoch für das Bahnhofsgebäude, in dem sich ihre Räumlichkeiten befinden. In Bezug auf die zweite vom Projekt behandelte Problematik wurden die Demonstrationen an zwei Standorten von zwei verschiedenen VNB durchgeführt. Im Fall von FMA handelte es sich um einen Endof-Line-Bauernhof in Gryon im Kanton Waadt. Der Ersatz des Dieselgenerators durch PV erfordert die Steuerung von Speichern, um die Spannung zu stabilisieren. Der letzte Standort befindet sich in Sierre beim Tennisplatz Pont-Chalais. Die hohe Produktion der Solarpaneele in der Tennishalle führt zu Spannungsproblemen im Netz. Im Rahmen des BFE-Projekts MSID konnten die verschiedenen Probleme mit der Einrichtung einer Virtual Power Plant (VPP)-Plattform und eines Steuergeräts gelöst werden. Dieses Gerät steuert die verschiedenen Wechselrichter, Xtender Next3 von Studer-Innotec, Victron von Victron Energy oder IMEON von IMEON Energy, die an den verschiedenen Standorten installiert sind, und sammelt so viele nützliche Daten wie möglich, die von den installierten Geräten (Wechselrichter, Batterie, WP, ECS, etc.) erzeugt werden. Eine VPP-Plattform zur Visualisierung wird den VNB und den Endkunden zur Verfügung gestellt, um die historischen und tatsächlichen Daten, die alle 15 Minuten aktualisiert werden, beobachten zu können. Die im Rahmen des BFE-Projekts MSID entwickelte VPP-Plattform bietet auch die Möglichkeit, Steuerungsalgorithmen zu erstellen. Diese Algorithmen werden mit Hilfe der gesammelten, aber auch der generierten Daten aufgebaut. Tatsächlich sind die Algorithmen zur Vorhersage der Photovoltaikproduktion sowie die Finanzalgorithmen im Zusammenhang mit dem BFEMarktplatz GBFlex verfügbar und können bei der Erstellung des Steuerungsalgorithmus verwendet werden. Diese kombinatorischen Strategien haben es ermöglicht, die intelligente Steuerung zu optimieren und so ein besseres Management der PV-Produktion und der Energieverbraucher an den Standorten zu ermöglichen. Die Demonstrationen in diesem Abschlussbericht BFE MSID belegen die Effizienz des Systems. Auf der Seite der Problematik des Eigenverbrauchs haben wir das System unter realen Bedingungen an unserem OFF-GRID-Entwicklungsstandort getestet, bevor es an den Standorten der Partner eingesetzt wurde. In Bezug auf die Stabilisierung der Netzspannung haben wir gezeigt, dass das System im Falle einer Überspannung bereit ist, zu reagieren, um das Problem so weit wie möglich zu verringern, indem es die im Projekt verfügbaren Batterien benützt. In Kapitel 5 dieses Berichts finden Sie alle getesteten und validierten kombinatorischen Strategien. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Projekt die Aggregation und Fernsteuerung mehrerer Standorte mit sehr unterschiedlichen Anwendungsfällen, aber mit gemeinsamen Problemen ermöglicht hat. Im Rahmen des BFE-Projekts MSID sind sechs Implementierungsstandorte entstanden. Das System ist skalierbar und wir schätzen, dass unsere VPP-Plattform 500 bis 1000 Standorte in der aktuellen Version der Entwicklungen steuern könnte. Mit den vorhandenen Demonstratoren sind wir in der Lage, die Nützlichkeit der Einführung eines intelligenten Systems zur Steuerung von verteilten Mikrospeichern zu beweisen. Das System zur Erstellung von Algorithmen sieht bereits Aktionen im Falle einer geplanten Knappheit vor, die es ermöglichen, die maximale Verfügbarkeit des Speichers vor einem Zeitraum von beispielsweise 4 Stunden im autarken Modus zu gewährleisten. Vor dem Hintergrund der potenziellen Stromknappheit im Frühjahr 2023 ist die Fernsteuerung von verteilten intelligenten Mikrospeichern (MSIDs) für Verteilnetzbetreiber (VNBs) zunehmend interessant.
In the context of a potential electricity shortage in the spring of 2023, the remote control of intelligent micro-distributed storage (MSID) is of increasing interest to distribution system operators (DSOs). The SFOE MSID project brought together academic actors (HES-SO Valais-Wallis and Icare) and industrial actors (ElectrInfo, Enalpin, FMA, OIKEN, Seic-Télédis, Studer-Innotec) with the aim of solving two major problems caused by the injection of photovoltaic (PV) energy, which are the optimisation of self-consumption and the management of the grid voltage. Indeed, two DSOs are facing the first issue with different use-cases. As far as SEIC-Télédis is concerned, the issue of self-consumption is present at two sites - two private houses wanting to make use of local storage. Visp and Enalpin also have this problem, but for the station building where their premises are located. Regarding the second issue addressed by the project, two sites of two different DSOs were used to carry out the demonstrations. In the case of FMA, it is an end-of-line farm located in Gryon in the canton of Vaud. The replacement of the diesel generator by PV needs to control the storage to stabilise the voltage. Finally, the last site is located in Sierre at the Pont-Chalais tennis court. The high production of the solar panels in the tennis hall causes voltage problems on the grid. The OFEN MSID project has made it possible to respond to the various problems with the implementation of a Virtual Power Plant (VPP) platform and a control box. This device controls the various inverters (Xtender Next3, from Studer-Innotec, Victron, from Victron Energy, or IMEON, from IMEON Energy) in place on the various sites and collects as much useful data as possible generated by the devices in place (inverter, battery, heat pump, DHW, etc.). A VPP visualisation platform is made available to the DSOs and end customers in order to observe historical and actual data updated every 15 minutes. The VPP platform developed within the framework of the SFOE MSID project also offers the possibility of creating control algorithms. These algorithms are built with the help of the data collected but are also generated. The photovoltaic production prediction algorithms as well as the financial algorithms linked to the OFEN GBFlex marketplace are available and can be used in the creation of the control algorithm. These combinatorial strategies have allowed the optimisation of the intelligent control and thus allow a better management of the PV production and energy consumers on the sites. The demonstrations presented in this final SFOE MSID report prove the efficiency of the system. On the self-consumption side, we tested the system in real conditions at our OFF-GRID development site before deploying it at partner sites. On the grid voltage stabilisation side, we demonstrated that in the event of a voltage surge, the system was ready to react in order to reduce the problem as much as possible by driving the batteries available in the project. All the tested and validated combinatorial strategies can be found in chapter 5 of this report. In conclusion, this project has allowed us to aggregate and remotely control several sites with very different use cases but with common problems. With the demonstrators in place, we are able to prove the usefulness of setting up an intelligent system to control distributed micro-storage. Within the framework of the SFOE MSID project, six implementation sites have been created. The system is scalable, and we estimate between 500 and 1000 sites in the current version of developments. The algorithm creation system already provides for actions in the event of a planned shortage to ensure maximum availability of storage before a period of 4 hours in autarkic mode for example.
Das BFE-Projekt MSID hat die akademischen Partner HES-SO Valais-Wallis und Icare und zusammen mit den industriellen Partnern ElectrInfo, Enalpin, FMA, OIKEN, Seic-Télédis, und Studer-Innotec zusammengebracht, um zwei Hauptprobleme zu lösen, die durch die Einspeisung von Photovoltaik (PV) entstehen: die Optimierung des Eigenverbrauchs und die Steuerung der Netzspannung. In der Tat stehen zwei Verteilnetzbetreiber (VNB) der ersten Problematik mit unterschiedlichen Fallstudien gegenüber. Bei der SEIC-Télédis ist die Problematik des Eigenverbrauchs an zwei Standorten präsent, da zwei Privathäuser die lokale Speicherung verbessern wollen. In Visp hat Enalpin ebenfalls diese Problematik zu bewältigen, jedoch für das Bahnhofsgebäude, in dem sich ihre Räumlichkeiten befinden. In Bezug auf die zweite vom Projekt behandelte Problematik wurden die Demonstrationen an zwei Standorten von zwei verschiedenen VNB durchgeführt. Im Fall von FMA handelte es sich um einen Endof-Line-Bauernhof in Gryon im Kanton Waadt. Der Ersatz des Dieselgenerators durch PV erfordert die Steuerung von Speichern, um die Spannung zu stabilisieren. Der letzte Standort befindet sich in Sierre beim Tennisplatz Pont-Chalais. Die hohe Produktion der Solarpaneele in der Tennishalle führt zu Spannungsproblemen im Netz. Im Rahmen des BFE-Projekts MSID konnten die verschiedenen Probleme mit der Einrichtung einer Virtual Power Plant (VPP)-Plattform und eines Steuergeräts gelöst werden. Dieses Gerät steuert die verschiedenen Wechselrichter, Xtender Next3 von Studer-Innotec, Victron von Victron Energy oder IMEON von IMEON Energy, die an den verschiedenen Standorten installiert sind, und sammelt so viele nützliche Daten wie möglich, die von den installierten Geräten (Wechselrichter, Batterie, WP, ECS, etc.) erzeugt werden. Eine VPP-Plattform zur Visualisierung wird den VNB und den Endkunden zur Verfügung gestellt, um die historischen und tatsächlichen Daten, die alle 15 Minuten aktualisiert werden, beobachten zu können. Die im Rahmen des BFE-Projekts MSID entwickelte VPP-Plattform bietet auch die Möglichkeit, Steuerungsalgorithmen zu erstellen. Diese Algorithmen werden mit Hilfe der gesammelten, aber auch der generierten Daten aufgebaut. Tatsächlich sind die Algorithmen zur Vorhersage der Photovoltaikproduktion sowie die Finanzalgorithmen im Zusammenhang mit dem BFEMarktplatz GBFlex verfügbar und können bei der Erstellung des Steuerungsalgorithmus verwendet werden. Diese kombinatorischen Strategien haben es ermöglicht, die intelligente Steuerung zu optimieren und so ein besseres Management der PV-Produktion und der Energieverbraucher an den Standorten zu ermöglichen. Die Demonstrationen in diesem Abschlussbericht BFE MSID belegen die Effizienz des Systems. Auf der Seite der Problematik des Eigenverbrauchs haben wir das System unter realen Bedingungen an unserem OFF-GRID-Entwicklungsstandort getestet, bevor es an den Standorten der Partner eingesetzt wurde. In Bezug auf die Stabilisierung der Netzspannung haben wir gezeigt, dass das System im Falle einer Überspannung bereit ist, zu reagieren, um das Problem so weit wie möglich zu verringern, indem es die im Projekt verfügbaren Batterien benützt. In Kapitel 5 dieses Berichts finden Sie alle getesteten und validierten kombinatorischen Strategien. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Projekt die Aggregation und Fernsteuerung mehrerer Standorte mit sehr unterschiedlichen Anwendungsfällen, aber mit gemeinsamen Problemen ermöglicht hat. Im Rahmen des BFE-Projekts MSID sind sechs Implementierungsstandorte entstanden. Das System ist skalierbar und wir schätzen, dass unsere VPP-Plattform 500 bis 1000 Standorte in der aktuellen Version der Entwicklungen steuern könnte. Mit den vorhandenen Demonstratoren sind wir in der Lage, die Nützlichkeit der Einführung eines intelligenten Systems zur Steuerung von verteilten Mikrospeichern zu beweisen. Das System zur Erstellung von Algorithmen sieht bereits Aktionen im Falle einer geplanten Knappheit vor, die es ermöglichen, die maximale Verfügbarkeit des Speichers vor einem Zeitraum von beispielsweise 4 Stunden im autarken Modus zu gewährleisten. Vor dem Hintergrund der potenziellen Stromknappheit im Frühjahr 2023 ist die Fernsteuerung von verteilten intelligenten Mikrospeichern (MSIDs) für Verteilnetzbetreiber (VNBs) zunehmend interessant.