Dynamic Line Rating

Découvrez la puissance du Dynamic Line Rating (DLR) dans l’optimisation du transport de l’énergie électrique. Apprenez comment fonctionne le DLR, explorez les différentes méthodes d’évaluation de la capacité des lignes et comprenez les technologies et les avantages du Dynamic Line Rating. Améliorez l’efficacité et la fiabilité grâce à des solutions fondées sur des données en temps réel.

Le Dynamic Line Rating (DLR), également connu sous le nom de Real-Time Thermal Rating (RTTR), constitue une approche innovante dans le transport d’électricité qui permet d’optimiser la capacité des lignes électriques aériennes en fonction des conditions ambiantes en temps réel. Contrairement au static rating traditionnel, qui repose sur des estimations conservatrices des circonstances les plus défavorables, le Dynamic Line Rating ajuste la capacité thermique des lignes de transmission de manière dynamique, améliorant ainsi l’efficacité et la fiabilité. Le Dynamic Line Rating représente une avancée significative dans la technologie du transport d’électricité. Il surmonte les limites des valeurs statiques en utilisant des données en temps réel pour fournir une évaluation précise de la capacité d’une ligne de transmission. Cette méthode permet non seulement d’améliorer l’efficacité du transport d’électricité, mais elle contribue également à la stabilité et à la fiabilité globales du réseau électrique. En surveillant en permanence les conditions climatiques tels que la température, la vitesse du vent et le rayonnement solaire, les solutions de Dynamic Line Rating peuvent ajuster en temps réel la capacité de la ligne, garantissant ainsi des performances optimales dans des conditions variables.

Le Dynamic Line Rating fonctionne en surveillant en permanence divers paramètres climatiques tels que la température ambiante, la vitesse et la direction du vent, ainsi que le rayonnement solaire. Ces facteurs ont une incidence sur la capacité thermique des lignes électriques. En utilisant des données en temps réel, les systèmes de Dynamic Line Rating peuvent calculer à tout moment la capacité maximale de courant qu'une ligne peut transporter en toute sécurité.

Ce processus implique les éléments suivants :

Les capteurs installés sur les lignes de transport ou les stations météorologiques à proximité recueillent des données en temps réel sur les conditions ambiantes. Ces capteurs mesurent les éléments principaux qui affectent la capacité thermique des lignes, notamment la température du conducteur, la flèche de la ligne et la tension. Les stations météorologiques fournissent des données supplémentaires sur la température ambiante, la vitesse et la direction du vent ainsi que le rayonnement solaire.

Les données collectées sont transmises à un système centralisé où elles sont analysées pour déterminer la capacité thermique actuelle de la ligne. Des algorithmes avancés et des modèles computationnels traitent les données pour calculer la capacité dynamique de la ligne. Ces modèles prennent en compte les conditions ambiantes en temps réel et les caractéristiques physiques des lignes de transmission afin de fournir une évaluation précise de la capacité de la ligne.

Le Static Rating est la méthode traditionnellement utilisée pour déterminer la capacité des lignes du réseau de transport d'électricité. Elle consiste à partir du principe que les conditions climatiques sont les plus défavorables, avec des températures ambiantes élevées et des vitesses de vent faibles, par exemple. Cette approche prudente garantit la sécurité mais entraîne souvent une sous-utilisation de la capacité réelle de la ligne de transport. Le Static Rating est une méthode couramment utilisée dans l'industrie du transport d'électricité depuis de nombreuses années. Elle permet de déterminer de manière sûre et fiable la capacité des lignes de transport dans les scénarios les plus défavorables. Cependant, cette approche est conservatrice par nature et ne tient pas compte des variations des conditions climatiques qui peuvent affecter la capacité thermique des lignes. Par conséquent, les lignes de transport sont souvent sous-utilisées, ce qui nuit à leur efficacité.

Le Seasonally Adjusted Rating (SAR) prend en compte les variations saisonnières des conditions météorologiques. Il permet d'ajuster la capacité de la ligne en fonction des températures saisonnières habituelles et de la tendance des vents. Bien que cette méthode soit plus souple que le Static Rating, elle ne bénéficie pas de la capacité d'adaptation en temps réel du Dynamic Line Rating. Le Seasonally Adjusted Rating offre une évaluation plus précise de la capacité de la ligne que le static rating. En tenant compte des évolutions saisonnières des conditions météorologiques, cette approche permet d'optimiser la capacité d'utilisation des lignes de transport à différentes périodes de l'année. Néanmoins, elle repose toujours sur des hypothèses préétablies et ne permet pas de procéder à des ajustements en temps réel en fonction des conditions climatiques du moment. De ce fait, elle ne permet pas toujours une utilisation optimale de la capacité potentielle des lignes de transport.

L'Ambient Adjusted Rating (AAR) permet d'ajuster la capacité de la ligne en fonction de la température ambiante actuelle. Il fournit une estimation plus précise de la capacité que les ratings statiques ou saisonniers, mais ne prend pas en compte d'autres facteurs environnementaux tels que la vitesse du vent et le rayonnement solaire. L'Ambient Adjusted Rating offre une approche plus dynamique que les ratings statiques et saisonniers. En ajustant la capacité de la ligne en fonction de la température ambiante, cette méthode permet d'optimiser l'utilisation des lignes de transport dans des conditions de température variables. Cependant, elle ne prend pas en compte d'autres facteurs environnementaux importants tels que la vitesse du vent et le rayonnement solaire, qui peuvent avoir un effet significatif sur la capacité thermique des lignes. Par conséquent, elle ne permet pas d'obtenir la mesure la plus précise de la capacité des lignes.

Le Dynamic Line Rating (DLR) est la méthode la plus avancée. Ce système utilise des données en temps réel provenant de plusieurs paramètres environnementaux pour ajuster en permanence la capacité de la ligne. Cette approche maximise l'utilisation des lignes de transmission tout en garantissant la sécurité et la fiabilité. Le Dynamic Line Rating représente une avancée significative dans le domaine du transport d'électricité. En exploitant des données en temps réel provenant de plusieurs facteurs environnementaux, les systèmes DLR peuvent fournir l'évaluation la plus précise de la capacité de la ligne. Cette approche dynamique garantit que les lignes de transmission fonctionnent dans des limites sûres tout en maximisant leur utilisation. Le DLR permet ainsi d'améliorer l'efficacité et la fiabilité du transport d'électricité, de réduire la congestion du réseau et de faciliter l'intégration des sources d'énergie renouvelable.

Le Dynamic Line Rating peut être déployé à plusieurs échelles en fonction de la stratégie commerciale et du gain de capacité visé. Ampacimon propose une large gamme de solutions, comprenant à la fois des solutions sans capteur et des solutions avec capteurs.

Les solutions sans capteur utilisent des données météorologiques externes et des algorithmes avancés pour estimer la capacité de la ligne. Ces systèmes ne nécessitent pas de mesures directes sur les lignes de transport, mais ils utilisent des stations météorologiques et des modèles de calcul pour ajuster la capacité des lignes. Les technologies utilisées sont les suivantes :

Les stations météorologiques fournissent des données sur la température ambiante, la vitesse du vent et le rayonnement solaire. Elles sont équipées de capteurs qui mesurent les paramètres environnementaux essentiels, qui sont utilisés pour estimer la capacité thermique des lignes de transmission.

Les modèles computationnels utilisent les données météorologiques pour estimer la capacité thermique des lignes. Des algorithmes élaborés et des modèles de calcul traitent les données météorologiques pour fournir des estimations précises de la capacité des lignes en fonction des conditions climatiques actuelles.

Les solutions avec capteurs consistent à installer des capteurs directement sur les lignes de transmission pour mesurer des paramètres tels que la température, la flèche et la tension de la ligne. Ces capteurs fournissent des données précises en temps réel qui sont cruciales pour le calcul du Dynamic Line Rating. Les technologies comprennent les éléments suivants :

Mesure de la température du conducteur. Ces capteurs sont conçus pour fournir des mesures précises de la température du conducteur, qui est un facteur essentiel pour déterminer la capacité thermique des lignes de transmission.

Surveillance de la flèche de la ligne, qui augmente avec la température. Les capteurs de flèche fournissent des données en temps réel sur la flèche des lignes de transmission, qui peut affecter la capacité et la sécurité de la ligne.

Mesure de la tension de la ligne, qui diminue au fur et à mesure que la ligne fléchit. Les capteurs de tension fournissent des mesures en temps réel de la tension dans les lignes de transmission, qui peut avoir un impact sur la capacité et la fiabilité de la ligne.

Le Dynamic Line Rating offre plusieurs avantages majeurs :

En ajustant dynamiquement la capacité de la ligne en fonction des conditions en temps réel, le Dynamic Line Rating permet d'augmenter la capacité des lignes de transport existantes, réduisant ainsi le besoin de travaux coûteux de modernisation de l'infrastructure. Cette capacité étendue permet un transport d'énergie plus efficace et peut aider à répondre à la demande croissante d'électricité.

Le Dynamic Line Rating permet de réduire la congestion du réseau électrique en optimisant l'utilisation des lignes de transmission, ce qui entraîne une distribution plus efficace de l'électricité. En maximisant l'utilisation des lignes de transmission, le DLR permet de réduire les goulots d'étranglement et d'améliorer les performances globales du réseau électrique.

La mise en place d'une surveillance et d'un ajustement en temps réel permet de s'assurer que les lignes de transmission fonctionnent conformément aux limites de sécurité, améliorant ainsi la fiabilité de l'approvisionnement en électricité. En contrôlant en permanence les conditions atmosphériques et en adaptant la capacité des lignes, les systèmes DLR permettent d'éviter la surchauffe et les détériorations éventuelles des lignes de transmission, garantissant ainsi une distribution d'électricité stable et fiable.

Le Dynamic Line Rating facilite l'intégration des sources d'énergie renouvelable variables, comme les énergies éolienne et solaire, en maximisant l'utilisation des lignes de transport lorsque les conditions météorologiques sont favorables. Cette amélioration de l'intégration permet d'augmenter la part des énergies renouvelables dans le réseau électrique, contribuant ainsi à un système énergétique plus durable et plus respectueux de l'environnement.

En optimisant l'infrastructure existante, le Dynamic Line Rating permet de réduire le besoin de nouvelles lignes de transmission ainsi que les coûts afférents, ce qui présente des avantages financiers pour les gestionnaires de réseaux et les consommateurs. Les économies réalisées grâce au DLR peuvent être considérables, car il permet une utilisation plus efficace des lignes de transmission existantes et réduit la nécessité de procéder à des mises à niveau coûteuses de l'infrastructure.

La mise en œuvre du Dynamic Line Rating (DLR) présente de nombreux avantages économiques pour les opérateurs de réseaux.

L'un des principaux avantages est l'augmentation de la capacité de transmission. Le DLR permet aux gestionnaires de réseaux de maximiser l'utilisation des lignes de transmission existantes en ajustant dynamiquement leur capacité en fonction des conditions climatiques en temps réel. Cette augmentation de la capacité peut permettre de repousser la nécessité d'une mise à niveau coûteuse de l'infrastructure, comme la construction de nouvelles lignes de transmission ou la pose d'un nouveau conducteur sur les lignes existantes. Le déploiement de la technologie DLR coûte environ 50 000 dollars par mile (environ 1,6 kilomètre) pour les lignes courtes, une somme nettement plus abordable que les 1,5 à 5 millions de dollars par kilomètre nécessaires à la construction de nouvelles lignes à haute tension.

La réduction des coûts liés à la congestion constitue un autre avantage économique important. La congestion se produit lorsque la demande d'électricité dépasse la capacité du réseau de transport, engendrant des coûts d'exploitation plus élevés et des interruptions de service potentielles. Le DLR contribue à réduire la congestion en optimisant l'utilisation des lignes de transmission, ce qui permet une distribution plus efficace de l'électricité et une réduction des coûts liés à la congestion. Aux États-Unis, les coûts liés à la congestion se sont élevés à 4,8 milliards de dollars en 2016 pour les principaux gestionnaires de réseau.

Le DLR permet également aux gestionnaires de réseau de différer leurs dépenses d'investissement. En optimisant l'infrastructure existante, le DLR permet aux gestionnaires de réseau de reporter les investissements dans de nouvelles lignes de transmission ou dans des projets de reconduction. Ce report offre une flexibilité financière et permet aux entreprises de donner la priorité à d'autres investissements essentiels. Par exemple, le coût d'une reconduction à l'aide de conducteurs avancés peut aller de 300 000 à 1 million de dollars par kilomètre, alors que la mise en œuvre du DLR est beaucoup plus abordable.

L'amélioration de la fiabilité et de l'efficacité du réseau est un autre avantage économique du DLR. En fournissant des données en temps réel sur la capacité des lignes de transmission, le DLR améliore la fiabilité et l'efficacité du réseau électrique. Cette surveillance en temps réel permet aux opérateurs de prendre des décisions en toute connaissance de cause, évitant ainsi les surchauffes et les défaillances potentielles. L'amélioration de la fiabilité réduit le risque de pannes et les coûts associés, tandis que l'amélioration de l'efficacité réduit les dépenses opérationnelles.

Le DLR facilite également l'intégration des sources d'énergie renouvelables, telles que l'énergie éolienne et solaire, en maximisant l'utilisation des lignes de transmission lorsque les conditions météorologiques sont favorables. Cette amélioration de l'intégration peut réduire la nécessité de limiter la production d'énergie renouvelable, ce qui se traduit par des économies de coûts et une augmentation des revenus pour les gestionnaires de réseaux.

Pour en savoir plus sur les avantages économiques du DLR, consultez notre article sur l'analyse de rentabilité.

Le Facility Rating fait référence à la tension maximale et minimale, au courant, à la fréquence, aux flux de puissance réelle et réactive qu'un équipement électrique ou un ensemble d'équipements peut gérer dans des conditions spécifiques. Ces valeurs nominales sont essentielles pour assurer la planification et l'exploitation fiables du système de production-transport d'électricité (Bulk Electric System en anglais). Le Facility Rating est défini sur la base des spécifications de conception et des limites opérationnelles de l'équipement, et il permet d'identifier les limites opérationnelles sûres des installations électriques telles que les lignes de transmission, les transformateurs et les générateurs.

Bien que la supervision du conducteur joue un rôle clé dans l'amélioration de l'efficacité du réseau, tenir compte de l'ensemble de l'installation électrique permet de mieux comprendre la capacité réelle du réseau.Facility Rating refers to the maximum and minimum voltage, current, frequency, real, and reactive power flows that a piece of electrical equipment or a set of equipment can handle under specific conditions. These ratings are crucial for ensuring the reliable planning and operation of the Bulk Electric System (BES). Facility Ratings are determined based on the equipment's design specifications and operational limits, and they help identify the safe operating limits of electrical facilities such as transmission lines, transformers, and generators.

En utilisant à la fois Facility Rating et Line Rating, les gestionnaires de réseaux disposent d'une vue d'ensemble de la supervision de leur réseau.