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Title:
REGULATING THE OPERATING FREQUENCY OF A GRID FOR TRANSPORTING AND/OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/155145
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns the regulation of the frequency of a grid (1) for transporting and/or distributing electricity from a predefined group comprising a plurality of units (US1 to US6) for storing/restoring electric power, capable of being individually controlled, when they are connected to the grid (1), so as to inject or withdraw electric power on the grid (1). In a system according to the invention, for each unit (US1 to US6), a first set of data relating to technical specifications associated with the unit, a second set of data relating to a current state associated with the unit, and a third set of data relating to preferences of use associated with at least one unit for storing and restoring power, are determined. A control unit (2) selects, among the units (US1 to US6) of the group, those which are suitably controlled, each according to a specific individual injection or withdrawal contribution, so that a specific sum of individual contributions corresponds to an overall setpoint, said selection depending on data included in the first, second and third sets of data; the selected units are simultaneously controlled so that each operates in discharge, or respectively in charge, according to its specific individual contribution.

Inventors:
BINEAU MATHIEU (FR)
HEINTZ BRUNO (FR)
OURY JEAN MARC (FR)
Application Number:
PCT/FR2019/050224
Publication Date:
August 15, 2019
Filing Date:
January 31, 2019
Export Citation:
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Assignee:
VOLTALIS (FR)
International Classes:
H02J3/32; H02J3/24; H02J3/38; H02J7/34; H02J13/00
Foreign References:
DE102016201544A12017-08-03
US20160218511A12016-07-28
US20150263546A12015-09-17
EP3136532A12017-03-01
US9660442B22017-05-23
Attorney, Agent or Firm:
HERVOUET-MALBEC, Sylvie et al. (FR)
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Claims:
REVEN DI CATI ON S

1 . Procédé de régulation d’une fréquence d’un réseau ( 1 ) de transport et/ou de distribution d’énergie électrique à partir d’un groupe prédéfini com portant une pluralité d’unités (USi à US6) de stockage et de restitution d’énergie électrique, aptes à être contrôlées individuellement, lorsqu’elles sont reliées au réseau ( 1 ) de transport et/ou de distribution, pour injecter ou soutirer de l’énergie électrique sur le réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique, le procédé com portant :

- une étape prélim inaire de déterm ination d’un prem ier ensemble de données relatives à des spécifications techniques associées à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie, d’un deuxièm e ensem ble de données relatives à un état courant associé à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie, et d’un troisièm e ensemble de données relatives à des préférences d’utilisation associées à au m oins une unité de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe;

- une étape de sélection, parm i les unités ( USi à US6) de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe, d’unités de stockage et de restitution d’énergie aptes à être contrôlées chacune selon une contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage, de façon à ce qu’une som m e de contributions individuelles spécifiques en injection ou en soutirage corresponde à une consigne globale, ladite sélection étant effectuée en fonction de données com prises dans le prem ier, le deuxième et le troisième ensembles de données ; et

- le contrôle sim ultané des unités de stockage et de restitution d’énergie sélectionnée pour que chacune opère en décharge, respectivement en charge, selon sa contribution individuelle spécifique en injection, respectivem ent en soutirage.

2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’étape de sélection comprend une étape de calcul de contributions individuelles possibles en injection ou en soutirage, aptes à être amenées par chaque unité ( USi à US6) de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe en fonction des données com prises au m oins dans le prem ier et le deuxièm e ensem bles de données, et en ce que la contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage pour chaque unité ( USi à US6) de stockage et de restitution d’énergie est sélectionnée parm i les contributions individuelles possibles.

3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de conservation d’un historique comportant une chronologie relative à la sélection de chaque unité de stockage et de restitution dans le cadre de la régulation de fréquence.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'historique com porte également une chronologie des données du deuxièm e ensemble de données.

5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite sélection est effectuée en outre en fonction de l'historique.

6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données du prem ier ensemble com prennent la ou les puissances de charge/de décharge possibles et la capacité de stockage/ restitution de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les données du prem ier ensem ble comprennent en outre une plage de températures de fonctionnement de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante.

8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les données du prem ier ensem ble com prennent en outre au m oins une puissance nom inale de fonctionnem ent associée à l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante, et en ce qu’au moins une unité de stockage et de restitution d’énergie est associée à une préférence d’utilisation pour laquelle sa contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage en cas de sélection correspond à ladite au m oins une puissance nom inale de fonctionnem ent.

9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les données du prem ier ensem ble com prennent en outre le ou les m odes de fonctionnem ent possibles en term es de pu issance, associés à l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante.

1 0. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données du deuxièm e ensem ble com prennent un niveau de charge courant et une puissance courante inj ectée ou soutirée pour l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante.

1 1 . Procédé selon la revendication 1 0, caractérisé en ce que les données du deuxièm e ensem ble com prennent en outre une tem pérature courante et/ou une tension courante de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante et/ou un état courant d’une liaison de com m unication de données de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante et une unité (2) de contrôle distante, et/ou un signal d’alerte.

1 2. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données du troisièm e ensem ble com prennent des lim itations préférées dans des possibilités de sélectionner l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante, com portant un ou plusieu rs créneaux horaires, et/ou un nom bre m axim al de fois où l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante peut être sélectionnée, et/ou un pourcentage m axim al de la capacité de stockage et de restitution d’énergie disponible si l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante est sélectionnée.

1 3. Procédé selon la revendication 1 2, caractérisé en ce que les lim itations préférées sont relatives à un état de charge courant de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante par rapport à une valeur seuil prédéfinie, et/ou à une utilisation cou rante de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante dans un autre cadre que la régulation de fréquence et/ou à une tem pérature courante, et/ou à une tension courante de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante, et/ou à un état courant d’une liaison de com m unication de données de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante et une unité (2) de contrôle distante, et/ou à un signal d’alerte.

14. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les préférences d’utilisation dudit troisième ensemble de données sont assorties chacune d’un coefficient de priorité, et en ce que ladite sélection est effectuée en outre en fonction des coefficients de priorité.

15. Systèm e de régulation d’une fréquence d’un réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique à partir d’un groupe prédéfini comportant une pluralité d’unités (USi à US6) de stockage et de restitution d’énergie, aptes à être contrôlées individuellement, lorsqu’elles sont reliées au réseau, pour injecter ou soutirer de l’énergie électrique sur le réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique, le systèm e com portant une unité de contrôle (2) apte à com m uniquer avec chacune des unités de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe, et à effectuer :

- une étape prélim inaire de déterm ination d’un prem ier ensemble de données relatives à des spécifications techniques associées à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie, d’un deuxièm e ensem ble de données relatives à un état courant associé à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie, et d’un troisièm e ensemble de données relatives à des préférences d’utilisation associées à au m oins une unité de stockage et de restitution d’énergie;

- une étape de sélection, parm i les unités de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe, d’unités de stockage et de restitution d’énergie aptes à être contrôlées chacune selon une contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage, de façon à ce qu’une som me de contributions individuelles spécifiques en injection ou en soutirage corresponde à une consigne globale, ladite sélection étant effectuée en fonction de données com prises dans le prem ier ensemble, dans le deuxièm e ensem ble et dans le troisièm e ensemble de données; et

- le contrôle sim ultané des unités de stockage et de restitution d’énergie sélectionnée pour que chacune opère en décharge, respectivement en charge, selon sa contribution individuelle spécifique en injection, respectivem ent en soutirage.

16. Système selon la revendication 1 5, caractérisé en ce que les unités de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe sont situées sur un ou plusieurs sites géographiques (Si à S4) , et en ce que l’unité de contrôle (2) est une plateforme centralisée distante dudit un ou plusieurs sites.

Description:
REGU LATI ON D E LA FREQU ENCE D E FON CTI ON N EM ENT D’U N RESEAU D E TRAN SPORT ET/ OU D E DI STRI BUTI ON D’EN ERGI E

ELECTRI QU E

La présente invention concerne de manière générale la régulation de fréquence d’un réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique, et plus précisément un procédé et un systèm e de régulation de fréquence aptes à sélectionner, parm i un groupe prédéfini d’unités de stockage et de restitution d’énergie, des unités de stockage et de restitution d’énergie électrique contrôlées pour injecter ou soutirer de l’énergie électrique sur le réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique, en fonction d’une consigne globale d’injection et/ou de soutirage.

La régulation ou réglage de fréquence est un m écanism e m is en place par les gestionnaires de réseaux de transport et/ou de distribution d’énergie électrique afin de garantir la stabilité de la fréquence de leurs réseaux. I l consiste à demander à certains producteurs et/ou consom mateurs d’électricité de m odifier en temps réel une partie de leur production et/ou consom mation pour contribuer au m aintien de la fréquence du réseau électrique à une valeur cible. En France par exem ple, la fréquence de fonctionnement du réseau électrique est égale à 50 Hertz, avec une tolérance qui peut être éventuellem ent égale à plus ou m oins 0,01 Hertz sur cette fréquence de fonctionnem ent. Le m écanisme de régulation de fréquence est généralement appliqué lorsque la fréquence courante du réseau d’électricité est en dehors de la bande de fréquences comprise entre 49,99 et 50,01 Hertz. La figure 1 illustre, à titre d’exem ple, la variation tem porelle de la fréquence d’un réseau transport et/ou de distribution (courbe de gauche) et la variation tem porelle correspondante d’une consigne visant à ramener dans tous les cas la fréquence du réseau à 50 Hertz.

Au vu du caractère critique du mécanisme, tout acteur souhaitant participer au réglage de fréquence doit répondre à un cahier des charges très strict. I l faut notam m ent faire preuve d’une grande réactivité et d’une grande disponibilité. I l est déjà connu de solliciter, soit directem ent, soit par l’interm édiaire d’un fournisseur de service, des utilisateurs détenteurs d’unités de stockage et de restitution d’énergie, par exem ple des batteries rechargeables, qu’ils connectent au réseau d’électricité pour qu’elles apportent leur contribution au service de régulation de fréquence du réseau d’électricité. Le principe connu consiste à solliciter sim ultanément et à proportion égale les unités de stockage et de restitution d’énergie des utilisateurs volontaires à la participation à ce service pour qu’elles suivent une consigne globale.

A titre d’exem ple, la figure 2 représente, sous forme d’un profil P en traits interrompus, l’évolution tem porelle d’une consigne globale, et la figure 3 (a) illustre les contributions respectives en injection d’électricité demandées à un groupe composé de cinq unités de stockage et de restitution d’énergie ( USi à US 5 ) pour suivre le profil P. Dans cet exem ple, on a supposé que les cinq unités de stockage et de restitution d’énergie sont identiques et aptes à injecter/ soutirer des puissances variables dans une plage de puissances donnée. L’axe horizontal représentatif du tem ps représente ici quatre périodes identiques, correspondant chacune à une période d’échantillonnage du signal de consigne, qui peut varier du dixième de seconde à quelques m inutes. Com me on le constate sur la figure 3(a) , les cinq unités de stockage et de restitution d’énergie du groupe sont, pour chaque période, sollicitées à proportion égale, et la som me de leur contribution individuelle respective (dans l’exem ple, des contributions en injection de puissance) correspond à la consigne globale. Ainsi, chaque unité de stockage et de restitution d’énergie est contrôlée pour injecter sur le réseau une puissance égale à 200 Watts pendant la prem ière période, à 600 Watts pendant la deuxièm e période, à 400 Watts pendant la troisièm e période, et de nouveau à 200 Watts pendant la quatrièm e période. Autrement dit, chaque unité de stockage et de restitution d’énergie est contrôlée pour suivre le signal de consigne et toute variation de consigne est traitée par une variation correspondante de puissance au niveau de chaque unité.

Une telle gestion des unités de stockage et de restitution d’énergie pour la régulation de fréquence est sim ple à m ettre en oeuvre dans la m esure ou l’action de chaque unité est fonction (type hom othétie) de la fréquence, qui peut être mesurée sur site, et ne prend pas en compte l’action qui est dem andé aux autres unités de stockage, et pose un certain nom bre de problèm es découlant principalem ent du fait qu’il n’y a pas de sélection prenant en compte la situation de chaque unité à un instant donné ou son usage optim al (indisponibilité, historique des sollicitations) . Plus précisém ent, les systèmes existant présupposent que les unités de stockage et ou de restitution d’énergie qu’ils contrôlent sont toutes disponibles et peuvent être contrôlées en même temps.

Or, si l’une des unités disponibles a été déconnectée, par exemple l’unité US 5 dans le cas illustré sur la figure 3 (b) , on voit que le contrôle des unités de stockage et de restitution d’énergie restantes USi à US 4 est insuffisant pour répondre au profil P. Un résultat identique à celui de la figure 3(b) serait obtenu si l’unité de stockage et de restitution d’énergie US 5 est au moins partiellement utilisée dans un autre cadre que le réglage de fréquence au m om ent où celle-ci est sollicitée.

Ainsi, le système connu exclut donc a priori l’utilisation d’unités de stockage telles que des batteries pour véhicules électriques, qui sont amenées à être fréquem m ent déconnectées du réseau pour être utilisées dans les véhicules, ou des alim entations sans interruption (com m uném ent appelées onduleurs par abus de langage) qui pourraient servir à d’autres usages.

En outre, le principe précédent repose sur l’utilisation constante de toutes les unités de stockage et de restitution d’énergie sous contrôle. I l en résulte que ces unités de stockage et de restitution d’énergie vont devoir prendre toutes les valeurs de consigne possibles et opérer fréquem ment des cycles de charge et de décharge, ce qui peut conduire à leur usure prématurée.

Des solutions ont déjà été envisagées pour éviter de recourir trop souvent aux batteries de stockage d’un système de régulation de fréquence d’un réseau électrique. Ainsi, le docum ent US 9, 660, 442 décrit un système de régulation de fréquence d’un réseau, qui associe au moins une batterie électrique et une charge électrique (telle qu’un chauffage électrique, un réfrigérateur, un clim atiseur, une pompe électrique...) situées chez des consom m ateurs, et qui ne sollicite la batterie électrique que dans la m esure où l’utilisation de la charge électrique est insuffisante pour satisfaire aux besoins de la régulation de fréquence.

I l est im possible à ce jour de faire appel, dans le cadre de la régulation de fréquence, à une grande diversité d’unités de stockage et de restitution d’énergie détenues par des utilisateurs indépendants, du fait que certaines disposent d’une puissance trop faible, que certaines sont régulièrem ent indisponibles pour des raisons opérationnelles, qu’une grande partie d’entre elles ne peuvent pas prendre toutes les valeurs de consigne (et ne fonctionnent qu’en tout ou rien) et/ou que la plupart sont soum ises à des contraintes techniques qui sont souvent incom patibles avec le cahier des charges très strict im posé pour pouvoir participer au réglage de fréquence.

La présente invention a pour but de proposer un procédé et un systèm e de régulation de fréquence qui puissent tirer parti au m axim um d’un grand nom bre d’unités de stockage et de restitution d’énergie, et ce, malgré leur diversité en termes de contraintes techniques ou opérationnelles.

Ce but est atteint selon l’invention qui a pour objet un procédé de régulation d’une fréquence d’un réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique à partir d’un groupe prédéfini comportant une pluralité d’unités de stockage et de restitution d’énergie électrique, aptes à être contrôlées individuellem ent, lorsqu’elles sont reliées au réseau de transport et/ou de distribution, pour injecter ou soutirer de l’énergie électrique sur le réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique, le procédé com portant :

- une étape prélim inaire de déterm ination d’un prem ier ensemble de données relatives à des spécifications techniques associées à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie, d’un deuxièm e ensem ble de données relatives à un état courant associé à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie, et d’un troisièm e ensemble de données relatives à des préférences d’utilisation associées à au m oins une unité de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe; - une étape de sélection, parm i les unités de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe, d’unités de stockage et de restitution d’énergie aptes à être contrôlées chacune selon une contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage, de façon à ce qu’une som me de contributions individuelles spécifiques en injection ou en soutirage corresponde à une consigne globale, ladite sélection étant effectuée en fonction de données com prises dans le prem ier, le deuxième et le troisième ensembles de données ; et

- le contrôle sim ultané des unités de stockage et de restitution d’énergie sélectionnée pour que chacune opère en décharge, respectivement en charge, selon sa contribution individuelle spécifique en injection, respectivem ent en soutirage.

Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complém entaires parm i les suivantes :

- l’étape de sélection peut comprendre une étape de calcul de contributions individuelles possibles en injection ou en soutirage, aptes à être am enées par chaque unité de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe en fonction des données com prises au m oins dans le prem ier et le deuxièm e ensembles de données, et la contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage pour chaque unité de stockage et de restitution d’énergie est sélectionnée parm i les contributions individuelles possibles;

- le procédé com porte en outre de préférence une étape de conservation d’un historique com portant une chronologie relative à la sélection de chaque unité de stockage et de restitution dans le cadre de la régulation de fréquence ;

- l’historique peut comporter égalem ent une chronologie des données du deuxièm e ensemble de données ;

- ladite sélection peut être effectuée en outre en fonction de l’historique ;

- les données du prem ier ensem ble com prennent de préférence la ou les puissances de charge/de décharge possibles et la capacité de stockage/ restitution de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante ; - les données du prem ier ensem ble peuvent comprendre en outre une plage de températures de fonctionnement de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante ;

- les données du prem ier ensemble peuvent com prendre en outre au moins une puissance nom inale de fonctionnem ent associée à l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante, et au m oins une unité de stockage et de restitution d’énergie est associée à une préférence d’utilisation pour laquelle sa contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage en cas de sélection correspond à ladite au m oins une puissance nom inale de fonctionnement ;

- les données du prem ier ensemble peuvent com prendre en outre le ou les modes de fonctionnement possibles en term es de puissance, associés à l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante ;

- les données du deuxièm e ensem ble peuvent com prendre un niveau de charge courant et une puissance courante injectée ou soutirée pour l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante ;

- les données du deuxièm e ensemble peuvent com prendre en outre une température courante et/ou une tension courante de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante et/ou un état courant d’une liaison de com m unication de données de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante et une unité de contrôle distante, et/ou un signal d’alerte ;

- les données du troisièm e ensem ble peuvent comprendre des lim itations préférées dans des possibilités de sélectionner l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante, comportant un ou plusieurs créneaux horaires, et/ou un nom bre maxim al de fois où l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante peut être sélectionnée, et/ou un pourcentage m axim al de la capacité de stockage et de restitution d’énergie disponible si l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante est sélectionnée ;

- les lim itations préférées sont de préférence relatives à un état de charge courant de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante par rapport à une valeur seuil prédéfinie, et/ou à une utilisation courante de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante dans un autre cadre que la régulation de fréquence et/ou à une tem pérature courante, et/ou à une tension courante de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante, et/ou à un état courant d’une liaison de com m unication de données de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante et une unité de contrôle distante, et/ou à un signal d’alerte ;

- les préférences d’utilisation dudit troisièm e ensem ble de données peuvent être avantageusem ent assorties chacune d’un coefficient de priorité, et ladite sélection est effectuée en outre en fonction des coefficients de priorité.

L’invention a égalem ent pour objet un système de régulation d’une fréquence d’un réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique à partir d’un groupe prédéfini com portant une pluralité d’unités de stockage et de restitution d’énergie, aptes à être contrôlées individuellem ent, lorsqu’elles sont reliées au réseau, pour injecter ou soutirer de l’énergie électrique sur le réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique, le systèm e com portant une unité de contrôle apte à com m uniquer avec chacune des unités de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe, et à effectuer :

- une étape prélim inaire de déterm ination d’un prem ier ensemble de données relatives à des spécifications techniques associées à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie, d’un deuxièm e ensem ble de données relatives à un état courant associé à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie, et d’un troisièm e ensemble de données relatives à des préférences d’utilisation associées à au m oins une unité de stockage et de restitution d’énergie;

- une étape de sélection, parm i les unités de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe, d’unités de stockage et de restitution d’énergie aptes à être contrôlées chacune selon une contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage, de façon à ce qu’une som me de contributions individuelles spécifiques en injection ou en soutirage corresponde à une consigne globale, ladite sélection étant effectuée en fonction de données com prises dans le prem ier ensemble, dans le deuxièm e ensem ble et dans le troisièm e ensemble de données; et - le contrôle sim ultané des unités de stockage et de restitution d’énergie sélectionnée pour que chacune opère en décharge, respectivement en charge, selon sa contribution individuelle spécifique en injection, respectivem ent en soutirage.

Les unités de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe peuvent être situées sur un ou plusieurs sites géographiques, et l’unité de contrôle est une plateform e centralisée distante dudit un ou plusieurs sites.

L'invention sera m ieux com prise à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles :

- la figure 1 , déjà décrite ci-avant, donne un exem ple de variation temporelle d’une fréquence d’un réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique et d’une consigne résultante pour obtenir une régulation de cette fréquence ;

- la figure 2, déjà décrite ci-avant, donne un exemple d’un profil de consigne pour une régulation de fréquence ;

- la figure 3, déjà décrite ci-avant, illustre des exemples de contrôle d’un groupe de cinq unités de stockage et de restitution d’énergie dans le cadre d’un procédé de régulation de fréquence de l’art antérieur ;

- la figure 4 représente schém atiquem ent un exem ple d’architecture d’un systèm e permettant la régulation de fréquence d’un réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique conform ém ent à l’invention ;

- la figure 5 donne un exem ple d’un profil d’utilisation d’une unité de stockage et de restitution d’énergie ;

- la figure 6 illustre plusieurs possibilités de contrôle d’unités de stockage et de restitution d’énergie rendues possibles selon différentes im plém entations de l’invention pour répondre au profil de consigne de la figure 2.

Un exem ple de systèm e de régulation de fréquence d’un réseau de transport et/ou de distribution d’électricité 1 (ci-après réseau électrique 1 ) , utilisant un groupe ou parc prédéfini d’unités de stockage et de restitution d’énergie électrique conformém ent à l’invention, est représenté schématiquement sur la figure 4. Dans cet exemple, on considère, pour sim plifier, que le système repose sur l’utilisation d’un groupe ou parc constitué de six unités de stockage et de restitution d’énergie notées USi à US 6 , reliées au réseau électrique 1 et d’une unité 2 de contrôle de cet ensem ble.

Dans la suite de l’exposé, on décrira dans un prem ier temps brièvem ent la nature et le rôle des différents éléments du systèm e (paragraphe A ci- après) , puis le fonctionnem ent général du systèm e (paragraphe B ci-après) . Pour finir, des exemples non lim itatifs de com portements du systèm e seront explicités (paragraphe C ci-après) .

A. Nature et rôle des élém ents du systèm e

A.1 Unités de stockage et de restitution d’énergie électrique

Les unités de stockage et de restitution d’énergie USi à US 6 peuvent être tout dispositif ou systèm e perm ettant de stocker et de restituer de l’énergie électrique. I l peut s’agir notam m ent d’une batterie rechargeable domestique, d’un onduleur, d’une batterie pour véhicule électrique... Une unité de stockage et de restitution d’énergie peut éventuellem ent être composée de plusieurs sous-unités.

Les unités USi à US 6 peuvent être différentes ou identiques. Elles peuvent en outre être connectées au réseau électrique 1 définitivem ent, temporairem ent, ou par interm ittence.

Les unités USi à US 6 peuvent être détenues par des utilisateurs distincts. Ainsi, dans l’exem ple non lim itatif de la figure 4, les unités USi et US 2 sont situées sur un mêm e site Si , les unités US 3 et US 4 sont situées sur un mêm e site S 2 , l’unité US 5 est située sur un troisièm e site S 3 , et l’unité US 6 est située sur un quatrième site S 4 . Un site Si à S 4 peut correspondre indifférem m ent au dom icile d’un consom m ateur particulier, aux bureaux d’une entreprise, à des pièces d’un hôtel...

Certains des sites sont illustrés égalem ent avec des charges électriques connectées au réseau électrique 1 . Ainsi, un équipement électrique E1 est disponible dans le site Si , et un équipem ent électrique E2 est disponible dans le site S2. Un équipement ou charge électrique correspond à tout équipement apte à soutirer une certaine puissance électrique sur le réseau électrique 1 lorsqu’il lui est connecté. Il peut s’agir en particulier d’un appareil à usage domestique tel qu’un radiateur électrique, une pompe, un réfrigérateur, un climatiseur. La présence/l’absence de ces équipements électriques est néanmoins sans influence sur le principe de la régulation de fréquence selon l’invention comme cela apparaîtra dans la suite de l’exposé.

Chacune des unités de stockage et de restitution d’énergie électrique USi à US 6 est en outre apte à échanger des données avec un module électronique 20 de communication de données prévu dans l’unité de contrôle 2. Chaque communication peut être effectuée avec une connexion filaire ou sans fil. Dans le cas où une unité de stockage et de restitution d’énergie électrique intègre un module de communication approprié à l’échange de données avec le module 20 (cas des unités US 4 et US 6 sur la figure 4), l’échange de données est direct. Dans le cas contraire, un dispositif intermédiaire de communication est utilisé. Dans l’exemple de la figure 4, un dispositif intermédiaire Ucomi est utilisé sur le site Si pour permettre l’échange de données entre d’une part, les deux unités USi et US2, et d’autre part, le module de communication 20, un dispositif intermédiaire Ucorri3 est utilisé sur le site S2 pour permettre l’échange de données entre l’unité US3 et le module de communication 20 de communication, et un dispositif intermédiaire Ucoms est utilisé sur le site S3 pour permettre l’échange de données entre l’unité US5 et le module de communication 20 de communication.

A.2 Unité de contrôle

Outre le module électronique 20 de communication, l’unité de contrôle 2 comporte un module calculateur 21, une mémoire 22 et une base de données 23. L’unité de contrôle 2 est par exemple une plateforme centralisée, hébergée par exemple sur le réseau Internet.

L’unité de contrôle 2 se charge de traiter en temps réel les données dont elle dispose (détaillées par la suite au paragraphe B) pour déterminer les unités de stockage et de restitution d’énergie du groupe qui vont être sollicitées pour répondre à une consigne globale P correspondant à la puissance à injecter dans le réseau électrique 1 ou à soutirer du réseau électrique 1 dans le cadre du réglage de fréquence. Dans un mode de réalisation possible, le module calculateur 21 calcule de lui-même la consigne globale P à partir de mesures de fréquence du réseau électrique 1 . En variante, le m odule calculateur 21 peut disposer directement de la puissance à injecter ou soutirer pour régler la fréquence du réseau, sans avoir à la calculer.

La sélection va reposer sur le calcul de contributions individuelles possibles en injection ou en soutirage, aptes à être amenées par chaque unité de stockage et de restitution d’énergie dudit groupe en fonction de certaines données dont on dispose, com m e cela sera explicité ultérieurem ent.

A l’issue de ce calcul, le module calculateur 21 peut avoir déterm iné plusieurs ensem bles possibles d’unités de stockage et de restitution d’énergie susceptibles d’être sélectionnées pour répondre à la consigne globale, et/ou plusieurs façons d’utiliser des unités de stockage d’un ensem ble pour répondre à la consigne globale (en particulier dans le cas où une ou plusieurs unités de stockage et de restitution d’énergie sont aptes à am ener plusieurs contributions individuelles possibles) .

Le module calculateur 21 est alors configuré pour sélectionner, dans le groupe constitué des unités de stockage et de restitution d’énergie USi à US 6 , des unités aptes à être contrôlées individuellement pour injecter ou soutirer en temps réel de l’énergie électrique sur le réseau de transport et/ou de distribution d’énergie électrique, de façon à ce que la som m e de contributions individuelles en injection ou en soutirage des unités sélectionnées corresponde à la consigne globale P, la sélection étant effectuée en fonction de données particulières qui seront égalem ent détaillées par la suite.

La sélection couvre à la fois l’identification des unités de stockage et de restitution d’énergie qui vont effectivem ent être utilisées pour répondre à la consigne globale, m ais aussi la sélection, si une ou plusieurs des unités de stockage éligibles sont aptes à amener plusieurs contributions individuelles possibles en injection ou en soutirage, d’une contribution individuelle spécifique compatible.

En d’autres termes, le m odule calculateur 21 est apte à effectuer la sélection, parm i les unités de stockage et de restitution d’énergie du groupe, et selon les données particulières, d’unités de stockage et de restitution d’énergie aptes à être contrôlées chacune selon une contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage sélectionnée dans les contributions individuelles possibles, de façon à ce qu’une som m e de contributions individuelles spécifiques en injection ou en soutirage corresponde à la consigne globale.

L’unité de contrôle 2 pilote alors le contrôle sim ultané des unités de stockage et de restitution d’énergie sélectionnées pour que chacune opère en décharge, respectivem ent en charge, selon sa contribution individuelle spécifique en injection, respectivement en soutirage.

L’unité de contrôle 2 com mande en outre la mémorisation, dans la base de données 23, de certaines données associées à chaque unité de stockage, com me par exem ple un historique perm ettant de retrouver notam m ent une chronologie des sollicitations de chaque unité de stockage dans le cadre de la régulation de fréquence ou dans tout autre cadre.

B. Fonctionnem ent général du système

A la différence des systèmes connus, la sélection particulière des unités de stockage et de restitution d’énergie dans l’ensemble repose sur la prise en com pte de données spécifiques qui peuvent être répertoriées en trois catégories ou ensem bles :

- un prem ier ensemble de données relatives à des spécifications techniques associées à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie électrique du groupe,

- un deuxièm e ensem ble de données relatives à un état courant associé à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie du groupe, et

- un troisième ensemble de données relatives à des préférences d’utilisation associées à au m oins une unité de stockage et de restitution d’énergie du groupe.

Des exem ples non lim itatifs de données sont détaillés ci-après :

Com m e m entionné précédem m ent, le prem ier ensemble comprend des données relatives à des spécifications techniques associées à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie électrique du groupe. Les spécifications techniques, qui sont par exem ple des données constructeur, comprennent la ou les puissances de charge/de décharge possibles et la capacité de stockage/ restitution de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante.

Les données du prem ier ensem ble peuvent com prendre en outre les durées m inimales ou m axim ales de charge et de décharge, et/ou une plage de températures de fonctionnement de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante.

Les données du prem ier ensem ble peuvent égalem ent com prendre le ou les m odes de fonctionnement possibles en term es de puissance associés à l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante, ou les m odes de fonctionnem ent recom mandés par le constructeur pour m aintenir sa garantie. En effet, certaines des unités de stockage et de restitution présentes dans le groupe peuvent avoir une ou plusieurs puissances de charge/décharge fixées, alors que d’autres peuvent se charger/se décharger à des puissances variables. A titre d’exem ple, une unité de stockage et de restitution d’énergie peut être configurée pour se charger/décharger exclusivem ent à une puissance égale à 1 kilo watt, ou exclusivem ent à trois puissances égales respectivem ent à 0,3 kilo watt, 0,5 kilo watt et 1 kilo watt. En variante, une unité de stockage et de restitution d’énergie peut être configurée pour se charger/décharger à une puissance variant entre 0,5 kilo watt et 1 kilo watt.

Les données du prem ier ensemble peuvent com prendre en outre au moins une puissance nom inale de fonctionnem ent associée à l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante. Com m e on le verra par la suite dans certains exemples de stratégies ou critères de sélection, cette donnée peut être utilisée avantageusement dans le processus de sélection en indiquant par exemple qu’une unité de stockage et de restitution d’énergie ne peut être sélectionnée dans le groupe à des fins de régulation de fréquence que s’il est possible de la contrôler pour que sa contribution individuelle spécifique en injection ou en soutirage corresponde à la puissance nom inale de fonctionnem ent. On garantit ainsi d’utiliser l’unité dans des conditions optim ales de fonctionnement, réduisant les risques d’usure prém aturée. D’autres spécificités techniques peuvent être prises en com pte. Par exem ple, les unités de stockage et de restitution d’énergie peuvent m ettre des durées différentes pour se m ettre en marche.

Les données du prem ier ensem ble peuvent être transm ises par tout moyen par constructeurs ou les détenteurs de chaque unité de stockage ou être déterm inées à l’issue d’une analyse technique. Ces données sont enregistrées dans la base de données 23 de façon à ce que le module calculateur 21 puisse y avoir accès à tout mom ent, en particulier lorsqu’il doit calculer les contributions individuelles possibles.

Le deuxièm e ensem ble comprend quant à lui des données relatives à un état courant associé à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie du groupe.

Par exem ple, les données du deuxième ensem ble comprennent un niveau de charge courant et une puissance courante injectée ou soutirée pour l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante.

Par la connaissance d’une puissance courante injectée ou soutirée, il devient ainsi possible d’utiliser sim ultanément, pour le service de réglage de fréquence, une ou plusieurs unités de stockage et de restitution d’énergie qui jusqu’ici n’étaient pas intégrées dans un tel service du fait de leur usage dans un autre cadre que le réglage de fréquence. L’usage d’une ou de plusieurs unités de stockage et de restitution d’énergie dans un autre cadre (autoconsom m ation, charge longue de véhicules électriques, optim isation énergétique, etc.) que celui du réglage de fréquence est alors prise en com pte par l’unité de contrôle.

La figure 5 illustre un exemple du profil de puissance d’injection courante d’une unité de production avec une puissance maxim ale de charge/décharge P m a x de 1000 watts, qui est en train d’injecter sur le réseau à une puissance P i n j égale à 250 ou à 500 watts, pour un usage autre que celui du réglage de fréquence. Lorsque la puissance d’injection courante R n j est de 500 watts, il est possible d’utiliser égalem ent, dans le cadre du réglage de fréquence, une puissance P disp-inj disponible pour l’injection égale à 500 watts, et une puissance P disp-sout disponible pour le soutirage égale à 1500 watts. L’unité de contrôle 2 peut de préférence interrompre, anticiper, retarder, m odifier l’utilisation qui est faite de l’unité de stockage en dehors du cadre de réglage de fréquence.

Les données du deuxièm e ensem ble peuvent en outre com prendre une température courante et/ou une tension courante de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante, ou plus généralem ent toute information, telle qu’un signal d’alerte, perm ettant d’identifier un état courant de l’unité de stockage m oins favorable pour une sollicitation de l’unité dans le cadre de la régulation de fréquence.

En variante ou en com binaison, les données du deuxième ensem ble peuvent com prendre un état courant d’une liaison de com m unication de données de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante et une unité de contrôle distante.

L’unité de contrôle 2 est ainsi en mesure de surveiller en perm anence l’état matériel des unités de stockage et d’adapter sa stratégie de sélection en conséquence. Elle est notam ment capable si besoin de :

- m énager certaines unités de stockage et de restitution d’énergie présentant des signes de défaillance ou d’usure prém aturée ou dans un état courant non optim al pour être sollicitées, et/ou

- changer le réglage de certaines unités de stockage et de restitution d’énergie, et/ou

- com m uniquer ces informations, en tem ps réel ou de m anière différée, à l’exploitant des unités de stockage et de restitution d’énergie.

Par exem ple, si une unité de stockage et de restitution d’énergie est défaillante, l’unité de contrôle 2 peut l’arrêter et/ou alerter son exploitant.

Par exemple, si une unité de stockage de restitution d’énergie présente une température trop élevée, l’unité de contrôle peut l’arrêter tem porairement et/ou alerter son exploitant.

Par exemple, si une unité de stockage de restitution d’énergie présente une usure élevée ou prém aturée, l’unité de contrôle peut réduire ou arrêter de solliciter cette unité dans le cadre du réglage de fréquence et/ou alerter son exploitant. Les données du deuxième ensemble peuvent être transm ises, de manière agrégée ou individuelle, à l’unité de contrôle 2, via les connexions filaires et/ou sans fil, par les unités de stockage et de restitution, ou être déterm inées à l’issue d’une analyse technique. Ces données sont enregistrées dans la mémoire 22 de l’unité de contrôle 2 et peuvent être m odifiées en temps réel. Ces données sont en outre avantageusem ent conservées dans l’h istorique associé à chaque unité de stockage et de restitution d’énergie dans la base de données 23.

Enfin, le troisième ensem ble com prend au m oins une donnée relative à des préférences d’utilisation associées à au moins une unité de stockage et de restitution d’énergie du groupe.

Les préférences d’utilisation peuvent être données par différents intervenants, par exemple un exploitant détenteur d’une unité de stockage et de restitution d’énergie, et/ou par un exploitant non détenteur d’une unité de stockage et de restitution d’énergie, et/ou par le fournisseur du service de régulation de fréquence, que ce dernier détienne ou non tout ou partie des unités de stockage et de restitution d’énergie. Dans ce dernier cas, au moins une, voire toutes les unités de stockage du groupe peuvent se voir attribuer des règles de préférence com m unes par le fournisseur du service de régulation de fréquence. Ces règles de préférence sont par exemple m émorisées au niveau du m odule calculateur 21 ou dans la base de données 23. Les préférences originaires des exploitants détenteurs d’une unité de stockage peuvent être transm ises par tout moyen par ces derniers. Ces données sont enregistrées dans la base de données 23 de façon à ce que le module calculateur 21 puisse y avoir accès à tout mom ent.

Les préférences d’utilisation peuvent com prendre des inform ations relatives à l’usage qui peut être fait de l’unité de stockage et/ou de restitution d’énergie dans le cadre du réglage de fréquence ou dans un cadre autre que le réglage de fréquence (par exemple autoconsom mation, sécurisation d’approvisionnem ent, véhicules électriques...) .

En variante ou en com binaison, les préférences d’utilisation peuvent correspondre à des lim itations souhaitées dans les possibilités de sélectionner une ou plusieurs unités de stockage et de restitution d’énergie. Ces lim itations com prennent par exem ple un ou plusieurs créneaux horaires, et/ou un nombre m aximal de fois où l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante peut être sélectionnée par jour, et/ou un pourcentage m axim al de la capacité de stockage et de restitution d’énergie disponible si l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante est sélectionnée, et/ou des durées m inim ales ou maximales préférentiellem ent lim itées en charge ou en décharge.

Par exem ple, l’exploitant d’une unité de stockage et de restitution d’énergie peut souhaiter allouer 10% de la capacité de stockage et de restitution d’énergie disponible au réglage de fréquence.

Selon un autre exem ple non lim itatif, l’exploitant peut souhaiter allouer 10% de la capacité de stockage et de restitution d’énergie disponible au réglage de fréquence entre 07h00 et 23h00 et 50% entre 23h00 et 07h00.

L’exploitant peut également dem ander à ce que son unité de stockage et de restitution d’énergie ne soit pas sollicitée plus d’une fois par jour dans le cadre du réglage de fréquence.

D’autres lim itations peuvent être relatives à un niveau de charge courant de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante par rapport à une valeur seuil prédéfinie m inimale ou maximale, et/ou à un usage courant de l’unité de stockage et de restitution d’énergie correspondante dans un autre cadre que la régulation de fréquence.

Par exem ple, l’exploitant peut dem ander que son unité de stockage et de restitution d’énergie ne soit pas sollicitée dans le cadre du réglage de fréquence si le niveau de charge courant de l’unité est inférieur à 50% .

L’exploitant peut aussi de façon exceptionnelle interdire l’utilisation de son unité de stockage et de restitution d’énergie sur les six prochaines heures.

Com m e cela a été évoqué précédem m ent, une autre préférence d’utilisation peut consister à indiquer qu’au m oins une des unités de stockage et de restitution du groupe ne puisse être sélectionnée que dans la mesure où sa contribution individuelle spécifique corresponde à une puissance nom inale de fonctionnem ent de cette unité.

Les préférences d’utilisation peuvent être avantageusement assorties d’un coefficient de priorité. Un coefficient de priorité maxim um peut signifier qu’une préférence d’utilisation est im posée (et devient ainsi une contrainte) . Ainsi, certaines préférences peuvent être impératives, alors que d’autres peuvent tolérer des exceptions (par exem ple : ne pas utiliser les batteries entre 18h00 et 20h00 sauf exceptionnellement (par exemple si risque de black out) , utiliser les batteries dans la lim ite de trois fois par jour) .

A partir de ces trois ensembles de données, le m odule calculateur 21 va pouvoir sélectionner les unités de stockage et/ou d’énergie qui vont être sollicitées pour répondre à une consigne globale dans le cadre de la régulation de fréquence.

Plus précisément, à partir des données collectées dans le prem ier ensemble et le deuxièm e ensem ble, le module calculateur 21 est apte à déterm iner ce qu’il est techniquem ent possible de faire pour répondre à la consigne globale. En particulier, le m odule calculateur 21 peut im plémenter une étape de calcul de contributions individuelles possibles en injection ou en soutirage, aptes à être am enées par chaque unité USi à US 6 de stockage et de restitution d’énergie du groupe en fonction des données com prises au moins dans le prem ier et le deuxième ensembles de données.

Com m e indiqué précédem ment, à l’issue de ce calcul, le m odule calculateur 21 peut disposer de plusieurs solutions possibles pour répondre effectivem ent à la consigne globale, par exemple plusieurs ensembles possibles d’unités de stockage et de restitution d’énergie susceptibles d’être sélectionnées pour répondre à la consigne globale, et/ou plusieurs façons d’utiliser des unités de stockage d’un ensemble pour répondre à la consigne globale.

En utilisant les préférences ou règles d’utilisation contenues dans le troisièm e ensem ble de données, le m odule calculateur 21 va pouvoir déterm iner la ou l’une des m eilleures solutions en sélectionnant les unités de stockage et de restitution d’énergie du groupe dont la som m e de contributions individuelles spécifiques en injection ou en soutirage (chaque contribution individuelle spécifique étant sélectionnée parm i les contributions individuelles possibles) permettra de correspondre à la consigne globale pour le réglage de fréquence tout en satisfaisant au m ieux aux préférences d’utilisation. Certaines préférences d’utilisation peuvent requérir que le m odule calculateur 21 consulte l'historique donnant notam m ent une chronologie des sollicitations de chaque unité de stockage dans le cadre de la régulation de fréquence. C’est le cas par exemple si la préférence d’utilisation est relative au fait qu’une ou plusieurs unités de stockage et de restitution d’énergie ne devraient pas être sollicitées pour le réglage d’énergie si elles ont été récem m ent sollicitées.

Une stratégie de sélection pourra consister à utiliser au m axim um les préférences d’utilisation données par le troisièm e ensemble de données.

Lorsque les préférences d’utilisation sont assorties d’un coefficient de priorité, une stratégie de sélection pourra par exemple consister à utiliser au maxim um les préférences d’utilisation selon leur coefficient de priorité.

Par la suite, l’unité de contrôle 2 transmet, par l’interm édiaire du module électronique 20 de com m unication, des ordres aux unités de stockage et de restitution d’énergie qui ont été sélectionnées afin que celles-ci modifient leurs puissances injectées/ soutirées selon leur contribution individuelle spécifique respective.

Ces ordres peuvent être transm is, en tem ps réel ou en avance.

C. Exem ples de fonctionnement du systèm e

Com pte-tenu de la prise en com pte de données provenant des trois ensembles précités, il existe un grand nom bre de possibilités permettant à l’unité de contrôle 2 de déterm iner, en tem ps réel, les ordres de charge ou de décharge à transmettre aux unités de stockage et de restitution d’énergie pour pouvoir obtenir la puissance requise dans le cadre du réglage de fréquence, tout en respectant les préférences de fonctionnement de toutes les unités de stockage et de restitution d’énergie ( participation à l’autoconsom m ation d’un site de soutirage, réserve de puissance, optim isation du cycle de fonctionnement en vue d’am éliorer la durée de vie de l’unité, etc.) .

Par exem ple le m odule calculateur 21 peut, afin de suivre une consigne d’injection de puissance tout en optim isant l’état de charge de son parc, choisir une solution privilégiant les décharges des unités de stockage et de restitution d’énergie les plus chargées plutôt qu’une solution déchargeant des unités en partie déchargées. I nversem ent, le module calculateur 21 peut, dans le cas où il doit suivre une consigne de soutirage, privilégier une solution chargeant en priorité les unités de stockage déchargées.

Dans un autre exem ple, lorsque le m odule calculateur 21 possède, via l’historique, l’information qu’une unité de stockage et de restitution d’énergie a déjà été sollicitée dans la journée (que ce soit pour le réglage de fréquence ou pour une utilisation personnelle de l’exploitant) tandis que d’autres unités n’ont pas été sollicitées, il peut adopter une stratégie de sélection sollicitant en priorité les unités n’ayant pas déjà été sollicitées dans la journée (afin de suivre une demande de l’exploitant ou d’optim iser la durée de vie des unités) .

Dans un autre exemple, le m odule calculateur 21 a accès à plusieurs sous-groupes d’unités de stockage. Un de ces sous-groupes contient notam ment des unités à n’utiliser qu’en dernier recours. Le m odule calculateur pourra alors adopter une stratégie de sélection qui permette de ne pas solliciter ces unités ou qui m inim ise les sollicitations sur ces unités.

Le tableau 1 ci-après illustre un exemple de stratégie de sélection possible pour atteindre une consigne de 2000 Watts en injection à partir d’un parc com prenant quatre batteries (num érotées de 1 à 4 dans la prem ière colonne du tableau) , en fonction du niveau de charge de ces batteries (données provenant du deuxièm e ensem ble, dans la deuxièm e colonne du tableau 1 ) , de préférences d’utilisation (données provenant du troisièm e ensemble, en troisième colonne du tableau 1 ) , du nom bre de sollicitations récem m ent effectuées pour chaque batterie (données provenant de l’historique, en quatrièm e colonne du tableau 1 ) . Dans cet exemple, les quatre batteries ont une puissance nom inale de 1000 Watts en charge ou en décharge (données provenant du prem ier ensemble) .

Toutes les batteries présentent à l’instant courant le m êm e niveau de charge (80% ) . L’historique m ontre qu’aucune batterie n’a été récem ment sollicitée dans le cadre de la régulation de charge. Seule la batterie 4 est associée à une préférence d’utilisation indiquant que cette batterie ne doit être utilisée qu’en dernier recours. Cette préférence d’utilisation peut provenir d’un souhait de l’exploitant, ou bien être déterm inée à partir des caractéristiques techniques de la batterie (on pourra par exemple considérer que les batteries de technologie acide plom b ne sont à utiliser qu’en dernier recours car supportant m oins les cycles de charge et de décharge) , ou de son état courant (proche d’un état de décharge complet par exem ple) . Le module calculateur 21 déterm ine plusieurs stratégies possibles perm ettant de répondre à la consigne de 2000 Watts. Seules cinq stratégies possibles sont illustrées sur les cinq dernières colonnes du tableau 1 :

- la stratégie 1 sélectionne les batteries 1 et 2 sur leur puissance nom inale de 1000 Watts ;

- la stratégie 2 sélectionne les batteries 2 et 3 sur leur puissance nom inale de 1000 Watts ;

- la stratégie 3 sélectionne les batteries 3 et 4 sur leur puissance nom inale de 1000 Watts ; - la stratégie 4 sélectionne les batteries 1 et 4 sur leur puissance nom inale de 1000 Watts ;

- la stratégie N sélectionne toute les batteries sur 500 Watts.

A partir des informations (caractéristiques techniques, historique, préférences d’utilisation ...) à disposition, le module calculateur 21 choisira la solution la plus adaptée (parm i les solutions 1 ou 2 si on se lim ite aux informations et aux exem ples cités) .

Le tableau 2 ci-après illustre un autre exemple de stratégie de sélection possible pour atteindre une consigne de 4000 Watts en injection à partir d’un parc com prenant six batteries (num érotées de 1 à 6 dans la prem ière colonne du tableau 2) , en fonction du niveau de charge de ces batteries (données provenant du deuxièm e ensem ble, dans la deuxièm e colonne du tableau 2) , de préférences d’utilisation (données provenant du troisième ensemble, en troisièm e colonne du tableau 2) , du nombre de sollicitations récem m ent effectuées pour chaque batterie (données provenant de l’historique, en quatrièm e colonne du tableau 2) . Dans cet exemple, les six batteries ont une puissance nom inale de 1000 Watts en charge ou en décharge (données provenant du prem ier ensem ble) . La batterie 4 ne doit être utilisée qu’en dernier recours. Les batteries 5 et 6 sont des batteries qu’il est préférable de ne pas appeler plus d’une fois par jour. Les batteries ayant déjà été sollicitées une fois dans la journée. Contrairem ent à l’exemple du tableau 1 , il n’y a pas de stratégie perm ettant de répondre à toutes les contraintes m ais le m odule calculateur pourra choisir une stratégie préférable par rapport aux autres. On pourra par exem ple considérer que la stratégie 2 qui sollicite une deuxièm e fois une batterie ayant déjà été sollicitée dans la journée sera préférable à la stratégie 1 qui sollicite une batterie ne devant être utilisée qu’en dernier recours. La possibilité de faire un choix n’étant rendue possible que par la collecte des données faisant partie des prem ier, deuxièm e et troisièm e ensembles de données. Ainsi, l’invention rend possible la prise en com pte de tels param ètres de préférence, et perm et au fournisseur du service du service de régulation de fréquence de les implémenter.

La figure 6 illustre, sans être exhaustive, d’autres possibilités :

Par souci de sim plification, les différentes situations (a) à (e) schématisées sur la figure 6 correspondent toutes à des façons de gérer les six unités de stockage et de restitution d’énergie USi à US 6 du systèm e présenté à titre d’exemple sur la figure 4, pour répondre à la consigne de profil P de la figure 2. Chaque situation illustre les contributions individuelles spécifiques en injection d’électricité. Com m e dans le cas de la figure 3, l’axe horizontal représentatif du temps représente ici quatre périodes identiques, correspondant chacune à une période d’échantillonnage du signal de consigne, qui peut varier de la seconde à quelques m inutes. Toutes les situations (a) à (e) montrent que le systèm e perm et d’obtenir dans tous les cas le respect de la consigne, contrairement aux m éthodes de l’art antérieur. La situation (a) de la figure 6 correspond au cas particulier non lim itatif où toutes les unités USi à US 6 sont identiques et capables de fonctionner à différentes puissances d’injection (puissances de décharge) . On suppose par ailleurs que l’unité US 5 n’est ici pas disponible à la sélection, la connaissance de cette indisponibilité, quelle qu’en soit le raison, résultant de l’analyse des données associées à cette unité dans le prem ier, deuxième et/ou troisièm e ensembles de données. On rappelle qu’un systèm e selon l’art antérieur, à l’instar de la situation décrite ci-avant en référence à la figure 3 (b) , aurait sollicité pour chaque période les six unités à proportion égale, et n’aurait ainsi pas pu atteindre la consigne puisque l’unité US 5 est en fait indisponible. Grâce au systèm e selon l’invention, le m odule calculateur 21 est capable de ne sélectionner que les unités US 1 , US 2 , US 3 , US 4 et US 6 , et seules ces unités sélectionnées sont contrôlées pour injecter sur le réseau une puissance égale à 200 watts pendant la prem ière période, à 600 watts pendant la deuxièm e période, à 400 watts pendant la troisièm e période, et de nouveau à 200 watts pendant la quatrièm e période.

La situation (b) de la figure 6 correspond au cas particulier non lim itatif où toutes les unités US 1 à US 6 sont identiques, capables de fonctionner à différentes puissances d’injection (puissances de décharge) , m ais ont une puissance nom inale de fonctionnem ent égale à 1 000 Watts. Cette donnée de puissance nom inale de fonctionnem ent est dans cet exemple une spécification technique com prise dans le prem ier ensem ble. On suppose que les unités US 1 à US 5 sont dans un état courant leur permettant effectivem ent d’injecter leur puissance nom inale de fonctionnem ent. On suppose par ailleurs que l’unité US 6 n’est ici pas disponible à la sélection, la connaissance de cette indisponibilité, quelle qu’en soit le raison, résultant de l’analyse des données associées à cette unité dans le prem ier, deuxième et/ou troisièm e ensem bles de données. I ci, on applique la règle de préférence précédem m ent exposée selon laquelle une unité de stockage et de restitution d’énergie ne devrait être sélectionnée que si sa contribution individuelle en injection ou en soutirage correspond à sa puissance nom inale de fonctionnem ent. Avec les hypothèses précédentes, la sélection porte ici seulement sur les unités USi à US 5 . On constate sur la figure 6 (b) que :

- durant la prem ière période, seule l’unité US1 est contrôlée pour injecter sur le réseau à sa puissance nom inale de 1 kilo watts ;

- durant la deuxièm e période, ce sont les unités US2, US3 et US 4 qui sont contrôlées pour injecter sur le réseau à leur puissance nom inale de 1 kilo watts ;

- durant la troisièm e période, ce sont les unités US2 et US3 qui sont contrôlées pour injecter sur le réseau à leur puissance nom inale de 1 kilo watts ;

- durant quatrièm e période, seule l’unité US5 est contrôlée pour injecter sur le réseau à sa puissance nom inale de 1 kilo watts.

Com m e indiqué précédem m ent, le fait de faire fonctionner les unités uniquement à leur puissance nom inale de fonctionnem ent perm et de préserver la vie de ces unités.

En outre, on constate égalem ent sur la figure 6 (b) que la variation de consigne d’une période à l’autre est traitée par une rotation des unités sollicitées. En d’autres term es, bien que disponibles, les unités USi à US 5 ne sont pas sollicitées à chaque période, de sorte qu’on réduit ici encore le risque d’usure prématurée.

La figure 6(c) correspond au cas particulier non lim itatif ou les unités de stockage et de restitution d’énergie ne possèdent pas les mêmes puissances de fonctionnem ent nom inales. On suppose que USi , US 3 , US 4 , US 5 et US 6 ont une puissance de fonctionnem ent nom inale égale à 1 000 watts et que US 2 a une puissance de fonctionnem ent nom inale égale à 2000 watts. On suppose par ailleurs que les unités US 5 et US 6 ne sont pas disponibles à la sélection, quelle qu’en soit la raison.

I l résulte de la figure 6 (c) que :

- durant la prem ière période, seule l’unité USi est contrôlée pour injecter sur le réseau à sa puissance nom inale de 1 kilo watt ; - durant la deuxième période, ce sont les unités USi et US2 qui sont contrôlées pour injecter sur le réseau à leur puissance nom inale respectivem ent de 1 kilo watts et de 2 kilo watts ;

- durant la troisième période, seule l’unité US2 est contrôlée pour injecter sur le réseau à sa puissance nom inale de 2 kilo watts ;

- durant quatrièm e période, seule l’unité US 4 est contrôlée pour injecter sur le réseau à sa puissance nom inale de 1 kilo watts.

On constate égalem ent que, bien que disponible à la sélection, l’unité USs n’a pas besoin d’être sollicitée.

La situation (d) de la figure 6 est sim ilaire à la situation de la figure 6 (b) (toutes les unités US1 à US 6 sont identiques, capables de fonctionner à différentes puissances d’injection avec une puissance nom inale de fonctionnem ent égale à 1000 Watts, et l’unité US 6 n’est pas disponible) , à ceci près que le principe selon lequel une unité de stockage et de restitution d’énergie ne peut être sélectionnée que si sa contribution individuelle disponible en injection ou en soutirage correspond à sa puissance nom inale de fonctionnement n’est appliqué ici qu’à l’unité US1. I l résulte de la figure 6(d) que :

- durant la prem ière période, seule l’unité US1 est contrôlée pour injecter sur le réseau à sa puissance nom inale de 1 kilo watts ;

- durant la deuxième période et la troisième période, l’unité US1 est contrôlée pour injecter sur le réseau à sa puissance nom inale de 1 kilo watts, et les unités US1 à US 4 sont contrôlées à part égale mais avec une puissance variant entre la deuxièm e et la troisièm e période ;

- durant quatrièm e période, seule l’unité US1 est contrôlée pour injecter sur le réseau à sa puissance nom inale de 1 kilo watts.

Dans la situation (e) de la figure 6, les unités US 1 à US 6 ne peuvent être utilisées qu’à leur puissance nom inale de fonctionnem ent en charge ou en décharge, égale à 1 kilo watts. L’unité US 6 n’est ici pas disponible à la sélection, quelle qu’en soit la raison. Enfin, les unités de US 1 , US 2 et US 3 doivent, dans cet exem ple non lim itatif, être utilisées pendant une durée de fonctionnem ent m inimale correspondant à quatre périodes. Cette dernière contrainte est en particulier dans le troisièm e ensem ble de données. Dans cette situation on voit notam m ent que :

- les unités USi , US2 et US3 sont contrôlées sur les deuxième, troisième et quatrièm e périodes pour injecter sur le réseau à leur puissance nom inale de 1 kilo watts, ceci pour respecter leur contrainte en durée de fonctionnem ent m inim ale ;

- qu’il est donc nécessaire, pour respecter la consigne de profil P, de contrôler :

ol’unité US 4 pour qu’elle soutire du réseau à sa puissance nom inale de 1 kilo watts sur la troisièm e période ;

oies deux unités US 4 et US5 pour qu’elles soutirent du réseau à leur puissance nom inale de 1 kilo watts sur la quatrièm e période.

L’invention permet de répondre aux exigences du réglage de fréquence tout en utilisant des unités de stockage et de restitution d’énergie électrique à contraintes d’exploitation variées et a priori incom patibles avec le cahier des charges im posé par les gestionnaires du réseau de transport et/ou de distribution d’électricité.

L’invention perm et de faire valoriser dans le cadre du réglage de fréquence des capacités de stockage com portant des contraintes d’utilisation plus sévères, et donc au coût d’achat m oindre.

Dans certaines im plém entations proposées par l’invention, l’intelligence de l’agrégation permet de préserver la durée de vie des unités de stockage et de restitution d’énergie utilisées dans le cadre du réglage de fréquence :

- en les sollicitant essentiellement dans leurs régim es nom inaux,

- en réduisant le nombre de charges et de décharges par unité,

- en réduisant la durée des m om ents de charges et de décharges des unités,

- en réduisant la fréquence de charge ou décharge des unités de stockage.

Dans certaines im plém entations proposées, l’invention propose en outre de prendre en com pte un ou plusieurs usages (autres que la régulation de fréquence) susceptibles d’être attribués à une unité de stockage et/ou de restitution d’énergie. I l devient ainsi possible d’accepter, qu’une même unité puisse servir sim ultaném ent au réglage de fréquence et à un autre usage, pour autant que l’ensem ble des contraintes affectées à cette unité soit respecté.

L’invention permet de gérer les indisponibilités prévues ou fortuites d’une partie des unités de stockage et de restitution d’énergie et d’assurer l’engagem ent de réglage, malgré les incidents.

En agrégeant les unités de stockage, l’invention permet de dégager des économ ies d’échelle en m utualisant les coûts de fonctionnem ent.