La chute des prix des systèmes photovoltaïques (PV) ainsi que les innovations en matière de financement et d'installation sont à l'origine d'une croissance continue de l'énergie solaire sur les toits, qui devrait atteindre 30 % en 2013, selon le rapport de l'Institut national de la statistique. GTM Research. Ces ressources de production d'électricité installées par les clients ont de plus en plus d'impact sur les opérations, depuis le niveau local de la compagnie jusqu'aux territoires de service des opérateurs de systèmes indépendants (ISO) et des organisations régionales de transmission (RTO). Afin de garantir la fiabilité de la fourniture d'énergie et de maintenir les coûts à un faible niveau, les services publics et les ISO/RTO doivent tenir compte de l'énergie produite par ces ressources variables dans la programmation et l'équilibrage de la charge en temps réel.
Le site Exploitant de réseau indépendant de Californie (CAISO) est à la pointe de la mise en œuvre de systèmes de prévision de la production d'énergie photovoltaïque distribuée. Aux niveaux de pénétration actuels, le CAISO prend en charge plus de 3 GW de production PV de pointe. La moitié de cette production est assurée par plus de 170 000 systèmes PV résidentiels et commerciaux.
La production d'électricité à partir de ces ressources distribuées a un impact direct sur la charge utile du CAISO. Bien que la charge du CAISO varie en fonction de l'heure du jour et du jour de l'année, la production photovoltaïque est généralement plus importante pendant les périodes de demande de pointe : lorsqu'il fait chaud et que les climatiseurs sont utilisés à plein régime. Par exemple, lors d'une chaude journée d'août 2012, le CAISO a connu une charge de pointe d'environ 45 GW, ce qui signifie que le parc photovoltaïque distribué existant aurait pu satisfaire jusqu'à 3 % de la charge pendant certaines parties de la journée de pointe.
Le défi de la prévision de la production du parc photovoltaïque
Un grand nombre de ces systèmes résidentiels et commerciaux distribués sont " derrière le compteur ", ce qui signifie qu'aucune information n'est disponible sur l'énergie produite par ces systèmes à un moment donné. Par conséquent, les services publics et les organismes de gestion de l'énergie doivent trouver d'autres moyens de mesurer et de prévoir la production d'énergie pour la planification et l'équilibrage de la charge.
En collaboration avec le CAISO, Clean Power Research a travaillé sur une solution grâce au financement du programme de recherche, de développement, de démonstration et de déploiement de l'Initiative solaire de Californie (CSI RD&D) et du programme Commission de l'énergie de Californie. Le résultat a été le lancement de SolarAnywhere® FleetView®Le résultat a été le lancement de FleetView®, qui prévoit aujourd'hui la production d'électricité pour l'ensemble du parc de systèmes photovoltaïques installés par le CAISO, soit plus de 170 000 systèmes répartis dans sa zone de service.
Les prévisions correspondent aux exigences d'horizon temporel et d'intervalle pour le marché day-ahead et le marché de pré-dispatching en temps réel. L'image ci-dessous montre la prévision réelle de la puissance photovoltaïque FleetView® pour le CAISO le 8 octobre 2013.
FleetView utilise les données satellitaires haute résolution de SolarAnywhere®, une base de données de systèmes installés et des méthodologies de variabilité brevetées pour modéliser la production d'énergie de n'importe quel parc de systèmes PV. prévisions des ressources solairesune base de données de systèmes installés et des méthodologies de variabilité brevetées pour modéliser la production d'énergie d'un parc de systèmes photovoltaïques de toute taille. Un parc peut être constitué de quelques systèmes situés sur une ligne de distribution, ou de centaines de milliers de systèmes répartis sur l'ensemble d'une zone d'équilibrage de la charge.
La combinaison des spécifications des systèmes photovoltaïques réellement installés et des données d'ensoleillement spécifiques à un emplacement est une approche unique qui augmente la précision de la production sans nécessiter d'équipement de mesure sur site. Pour les prévisions du CAISO, les spécifications de la majorité des systèmes dans la zone d'équilibrage du CAISO proviennent de la base de données du CAISO. Base de données CSILes spécifications de la majorité des systèmes de la zone d'équilibrage du CAISO proviennent de la base de données de l'Office, qui est générée à partir de la base de données de l'Office. Incitations PowerClerkCe système en ligne a été utilisé pour administrer les programmes d'incitation des trois sociétés de services publics de la Californie.
Comment les données de production des parcs photovoltaïques soutiennent l'intégration
Les données générées par FleetView favorisent une intégration fiable et rentable du photovoltaïque distribué en fournissant les informations nécessaires à la conception du système, à la planification des ressources et aux prévisions. Les utilisations spécifiques incluent :
- Analyse de la tension du réseau de distribution. La variabilité des parcs de distribution peut être quantifiée, en tenant compte de leur diversité géographique réelle, afin de fournir aux ingénieurs des prévisions précises sur la variabilité de la puissance des parcs. Cela peut réduire les coûts de distribution en permettant aux ingénieurs de conception de dimensionner correctement les régulateurs de tension et les condensateurs, et d'évaluer le besoin d'onduleurs avec contrôle de tension.
- Programmation de la charge. La prévision de la puissance de la flotte fournit aux opérateurs du réseau des prévisions de charge "nette" plus précises, améliorant ainsi la programmation efficace des ressources de production, et réduisant les coûts pour tous les clients de l'électricité.
- Régulation de fréquence. Les prévisions de variabilité de la flotte permettent aux gestionnaires de réseau de déterminer les ressources nécessaires à la régulation de la fréquence. En incluant la diversité géographique réelle et les données sur les intervalles de temps requis, il est possible d'allouer efficacement les réserves de régulation.
- Modélisation des ressources. La modélisation du parc et l'analyse de la forme de la charge permettent aux planificateurs de ressources de connaître les taux de rampe et les besoins de production supplémentaire prévus dans le cadre de scénarios de forte pénétration du PV. En modélisant la capacité du parc PV " tel qu'il est construit ", les simulations de charge horaire reflètent avec précision les détails concernant l'emplacement géographique du PV, les pratiques de configuration du système, les conditions météorologiques locales et les régions de planification définies par l'opérateur. Les services publics peuvent utiliser ces informations pour mieux planifier les réserves de production.
La prochaine étape : l'intégration des outils opérationnels
Clean Power Research travaille actuellement avec le CAISO pour intégrer les prévisions FleetView aux solutions du système automatique de prévision des charges (ALFS) du groupe de prévision à court terme du CAISO, afin d'améliorer les prévisions de charge à l'heure et au jour le jour. La mise en œuvre réussie de FleetView dans les outils de prévision de charge de pointe que le CAISO utilise déjà permettra au CAISO de fonctionner plus efficacement.
Le projet démontrera également comment d'autres services publics et organismes de gestion de l'électricité peuvent intégrer de manière rentable leurs parcs photovoltaïques distribués en pleine croissance en exploitant de nouvelles sources de données sur les parcs photovoltaïques dans leurs outils de planification existants. La gestion de la croissance du PV distribué sera essentielle pour soutenir le modèle économique des services publics grâce à une intégration intelligente de leurs ressources de production d'énergie distribuée.