Besoins changeants : tendances émergentes dans le segment T&D

Le renforcement et l'expansion du réseau figurent parmi les principales priorités des services publics de transmission et de distribution (T&D) du pays afin de fournir une alimentation électrique fiable et de qualité. Les services publics adoptent de plus en plus des technologies et des solutions numériques de pointe pour mettre à niveau et optimiser leurs opérations. La part croissante des sources d'énergie renouvelables dans le réseau entraîne l'expansion du réseau de transport, assurant une infrastructure d'évacuation adéquate pour les futures centrales d'énergie renouvelable. En outre, les services publics de distribution adoptent des solutions d'infrastructure de comptage avancées pour moderniser leur infrastructure de comptage et améliorer leurs performances opérationnelles et financières. Les services publics augmentent leurs investissements dans les nouvelles technologies pour rendre le réseau plus fiable, sécurisé et intelligent. Des sous-stations numériques et des systèmes de stockage d'énergie par batterie sont adoptés avec des solutions numériques telles que l'IoT, l'IA et le ML pour améliorer la fiabilité du réseau et tirer parti de nouvelles capacités pour prendre en charge les opérations du réseau.

Power Line passe en revue les tendances clés dans l'espace T&D…

Accroître l'intégration des énergies renouvelables : L'un des principaux moteurs de croissance pour l'expansion du réseau de transport est la nécessité de fournir une infrastructure d'évacuation pour la croissance des sources d'énergie renouvelables. Une infrastructure d'évacuation adéquate est essentielle pour fournir une connectivité à l'énergie renouvelable à venir et atteindre les objectifs d'énergie verte du pays. L'Inde s'est fixé pour objectif d'installer 500 GW de capacité non fossile d'ici 2030 et de répondre à 50 % des besoins en énergie à partir d'énergies renouvelables d'ici 2030. Pour augmenter la capacité d'énergie renouvelable, les zones à fort potentiel d'énergie solaire et éolienne doivent être connecté au système de transmission inter-États (ISTS) pour évacuer l'électricité vers les centres de charge.

Récemment, l'Autorité centrale de l'électricité (CEA) a publié un rapport, "Système de transmission pour l'intégration de plus de 500 GW de capacité d'énergie renouvelable d'ici 2030", qui fournit un plan détaillé pour l'évacuation de la capacité d'énergie renouvelable prévue d'ici 2030. Il identifie les principaux les prochains centres de production non fossiles dans le pays. Il s'agit notamment de Fatehgarh, Bhadla et Bikaner au Rajasthan ; Khavda au Gujarat ; les zones d'énergie renouvelable d'Anantapur et de Kurnool dans l'Andhra Pradesh ; des sites éoliens offshore au Tamil Nadu et au Gujarat ; et un futur parc d'énergie renouvelable au Ladakh. Le plan prévoit l'ajout de 8 120 kt. km de corridors de transport de courant continu haute tension (HVDC) (+800 kV et +350 kV) ; 25 960 cts. km de lignes 765 kV AC, 15 758 kt. km de lignes 400 kV et 1 052 ckt. km de câble de 220 kV pour un coût estimé à 2 440 milliards de roupies. Avec le système de transport prévu, la capacité interrégionale passera à environ 150 000 MW d'ici 2030, contre 112 000 MW actuellement.

Gestion de l'emprise : Un défi majeur pour les services publics d'électricité dans l'expansion de leur réseau T&D est le droit de passage (RoW). Pour optimiser l'utilisation de l'emprise dans les zones urbaines et semi-urbaines encombrées et les terrains difficiles, les services publics adoptent des systèmes à haute tension, des tours multicircuits pour les circuits de cordage et des technologies de nouvelle ère telles que les systèmes HVDC et les appareillages isolés au gaz (GIS). Ils adoptent également des condensateurs en série, des dispositifs FACTS et des transformateurs déphaseurs dans les systèmes de transmission existants et nouveaux pour augmenter la capacité de transfert de puissance ; la mise à niveau des lignes de transmission CA existantes à une tension plus élevée en utilisant la même emprise ; et reconductoring lignes de transmission AC existantes avec des conducteurs d'ampérage plus élevé. En outre, l'utilisation de lignes de transmission à niveaux de tension multiples et à circuits multiples, de pylônes à base étroite et de pylônes de type poteau, de la transmission HVDC (à la fois conventionnelle et basée sur un convertisseur de source de tension) et d'un appareillage de commutation SIG/hybride (pour les zones urbaines, côtières, à espace restreint et zones polluées, etc.) est en croissance.

Passer à des tensions plus élevées : La transmission de puissance à des tensions plus élevées améliore l'efficacité du transfert de puissance, réduisant ainsi les pertes dans la transmission longue distance. En outre, la transmission de puissance à des tensions plus élevées nécessite des conducteurs moins encombrants et légers, et les pylônes de transmission nécessaires pour supporter les câbles doivent également être conçus de manière appropriée. L'utilisation de la technologie HVDC se développe pour le transfert d'énergie en vrac sur de longues distances, car elle entraîne des pertes de transmission plus faibles et nécessite une empreinte plus faible. En règle générale, les systèmes HVDC signalent des pertes de 50 % inférieures à celles de la technologie HVAC.

Dans un développement clé, Powergrid a mis en service le premier système HVDC basé sur VSC dans le pays, le système Pugalur-Trichur de ± 320 kV, 2 000 MW. La technologie VSC réduit considérablement l'utilisation du sol par rapport aux systèmes HVDC conventionnels et est idéale pour les zones à terrain limité. Il combine des lignes aériennes et des câbles souterrains pour surmonter les couloirs de transmission limités.

Les compteurs intelligents: La refonte de l'infrastructure de comptage avec l'adoption de compteurs intelligents a été l'un des principaux domaines d'intervention des services publics de distribution. Les compteurs intelligents peuvent améliorer les performances opérationnelles et financières des discoms en générant automatiquement des factures, en évitant les retards de paiement grâce à la fonction de déconnexion à distance et en réduisant les pertes techniques et commerciales globales, entre autres. Le programme gouvernemental de refonte du secteur de la distribution vise à atteindre 100 % de compteurs prépayés intelligents à tous les niveaux. Le programme prévoit l'installation de 250 millions de compteurs intelligents prépayés. Parallèlement au comptage intelligent prépayé pour les consommateurs, le comptage du système au niveau de l'alimentation et du DT avec une fonction de communication et une infrastructure de comptage avancée associée serait mis en œuvre en mode totex dans le cadre du programme.

Technologies avancées de câbles, conducteurs et sous-stations : Les câbles XLPE sont de plus en plus déployés par les services publics. Les câbles isolés au XLPE ont une meilleure résistance à la déformation thermique en raison de leur tolérance thermique plus élevée, ce qui se traduit par une capacité de transport de courant plus élevée que les câbles conventionnels. Ces câbles offrent également une plus grande résistance à la traction, à l'allongement et à l'impact. Les technologies de conducteurs avancées telles que les conducteurs HTLS, les lignes de charge à haute impédance, les câbles HVDC et les câbles souterrains gagnent du terrain parmi les services publics. Les technologies des sous-stations ont également considérablement évolué au fil des ans pour répondre aux exigences changeantes des services publics telles que la surveillance et le contrôle à distance, l'optimisation de l'espace, la réduction des coûts, la durée de vie plus longue des actifs, la sécurité renforcée et la réduction des taux de défaillance. Les technologies des transformateurs ont progressé et ont fait place à des solutions avancées telles que les transformateurs convertisseurs HVDC, les déphaseurs, les transformateurs de couplage et les transformateurs mobiles. Une tendance émergente en Inde est le remplacement des sous-stations AIS conventionnelles par des sous-stations GIS pour résoudre les problèmes d'emprise. Les fabricants d'équipements ont également développé de nouveaux mélanges isolants respectueux de l'environnement pour apaiser les préoccupations environnementales liées à l'utilisation du SF6 dans les SIG. En outre, les sous-stations numériques gagnent du terrain dans les services publics, car la numérisation contribue à améliorer la disponibilité et la fiabilité de l'alimentation électrique grâce à l'utilisation de capteurs sophistiqués et d'appareils électroniques intelligents.

Déploiement accru de l'IA, du ML et de l'IoT : Les solutions numériques telles que l'IA, le ML et l'IoT gagnent en popularité pour gérer efficacement les réseaux, rétablir rapidement les pannes et gérer les sources de production d'énergie distribuées de la manière la plus efficace et la plus abordable. Les services publics intègrent de plus en plus des solutions basées sur l'IA pour une visibilité granulaire au niveau de l'appliance et du ML pour distiller des modèles exploitables à partir de données agrégées. Les services publics adoptent de plus en plus ces technologies pour optimiser les processus, prévoir les problèmes et optimiser l'exploitation et la maintenance.

BESS pour une alimentation ferme : Les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) sont une technologie émergente qui peut aider le secteur de l'électricité à stocker l'électricité produite par des sources d'énergie renouvelables, réduisant ainsi les problèmes d'intermittence. Le support de charge BESS, installé côté distribution, permet d'équilibrer la charge et d'améliorer la fiabilité et la qualité. En avril 2022, la SECI a attribué l'appel d'offres pour la mise en place de 500 MW/ 1 000 MWh de BESS autonomes à JSW Energy. Le projet fournira aux discothèques des installations de stockage utilisables « à la demande ». Les deux projets d'une capacité de 500 MWh chacun seront installés à proximité de la sous-station du réseau Fatehgarh-III du réseau ISTS au Rajasthan.

Solutions de surveillance à distance et de gestion avancée des actifs : Grâce à des solutions technologiques avancées, les opérateurs de réseau ont amélioré la surveillance de leur réseau et la gestion de leurs actifs. Les outils de surveillance à distance et d'automatisation modernisent l'inspection, l'enquête et l'exploitation et la maintenance du réseau. L'IoT permet une surveillance en temps réel de la santé et des performances des actifs, ce qui améliore la disponibilité du réseau et réduit les pannes. Pour surveiller efficacement les performances de leurs actifs, les services publics adoptent de plus en plus des patrouilles basées sur des hélicoptères et des drones en plus des patrouilles au sol. La patrouille par drone fournit des informations détaillées sur les parties supérieures de la ligne et de la tour telles que l'état des isolateurs, le pic de terre et le fil de terre, et permet aux services publics de gérer et d'entretenir efficacement les actifs.

Soutenues par l'analyse de données et la modélisation prédictive, les services publics passent d'une gestion réactive des actifs à une gestion préventive et prédictive des actifs, ainsi qu'à une maintenance basée sur l'état et centrée sur la fiabilité. Cela a entraîné une augmentation de la disponibilité des équipements et une diminution des pannes. Powergrid a notamment établi un centre national de gestion des actifs de transmission à Manesar, dans l'Haryana, pour la surveillance centralisée et à distance de ses sous-stations à travers le pays. En décembre 2022, 270 sous-stations à très haute tension sont contrôlées et surveillées depuis des centres de contrôle.

Pour conclure, poussé par les avancées technologiques et l'évolution des besoins des services publics, le segment T&D assiste à une adoption rapide des solutions numériques et technologiques avancées. Cette tendance devrait se poursuivre à l'avenir. De plus, les services publics entreprendront des investissements importants dans des initiatives de cybersécurité à mesure que leurs opérations deviendront plus numériques et connectées. En outre, la sensibilisation accrue des consommateurs, la formation et la mise à l'échelle de la main-d'œuvre et la gestion du changement soutiendront l'adoption transparente des nouvelles technologies dans l'industrie.

Priyanka Kwatra