Point méthode - Fonctionnement technique et économique de l'équilibre offre/demande sur les réseaux électriques

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En provenance du cours de École des Ponts ParisTech

Mobilités et véhicules électriques

28 notes

École des Ponts ParisTech

Mobilités et véhicules électriques

28 notes

L’objectif de ce MOOC est d’aider ses apprenants, quel que soit leur profil, leur formation ou leur pays d’origine, à construire une réponse personnelle à des questions comme celles-ci : - Les voitures électriques seront-elles les dernières à circuler dans les métropoles du XXI° siècle ? - Le gain environnemental associé à l’électrification des véhicules justifie-t-il des investissements massifs dans les infrastructures de charge ? - Le véhicule électrique est-il réservé aux riches des pays du Nord ? Grâce à ce MOOC, les participants pourront acquérir des connaissances issues des sciences de l’ingénieur, de la sociologie, des sciences de l’environnement, de l’économie, de la géographie et des sciences politiques pour évaluer, analyser et mettre en œuvre le déploiement des véhicules électriques là où il est pertinent. Le Groupe Renault et les écoles de ParisTech collaborent depuis bientôt 15 ans sur des sujets liés à la mobilité durable. Ensemble, ils ont créé deux Masters (Transport et développement durable en 2004, Mobilité et véhicules électriques en 2010) et l’Institut de la Mobilité Durable (IMD), en 2009, pour accompagner les mutations en cours. Le MOOC Mobilités et véhicules électriques est issu de cette histoire commune et a été élaboré à partir d'un cours délivré au sein du Master Mobilités et Véhicules Électriques, piloté par Arts et Métiers ParisTech en partenariat avec Ensta ParisTech, Mines ParisTech et l’École des Ponts ParisTech. Ce cours est en français, cependant des sous-titres en anglais sont disponibles pour toutes les vidéos et vous pouvez écrire vos messages dans le forum en anglais si vous le désirez./ This course is given in French, nevertheless English subtitles are available for all videos and you can write your posts in the forum in English if desired.

À partir de la leçon

Chapitre 4 - Mobilités électriques et infrastructures : dimensions techniques et dimensions économiques

<p>Si les véhicules électriques roulent sur les mêmes routes que les véhicules thermiques, des infrastructures propres leurs sont néanmoins nécessaires. Nous traiterons ici des dimensions techniques et économiques de ces infrastructures en France, en Europe et dans le monde. Cette analyse nous amènera à nous intéresser aux différents <em>business models</em> du véhicule électrique.</p><p> Le cours sera complété par un <em>Point méthode</em> expliquant l'équilibre offre/demande sur les réseaux électriques.</p> <p>Ce chapitre comporte également deux <em>Le saviez-vous ?</em>, l'un sur le stockage de l'électricité, l'autre sur les bornes de (re)charge, ainsi que des entretiens avec des experts du Groupe Renault permettant de compléter notre connaissance sur les infrastructures.</p><p>Comme pour tous les chapitres, vous aurez l'occasion à la fin de celui-ci de tester votre compréhension avec l'évaluation sous forme de quiz. Cette évaluation ne porte que sur les vidéos de cours et est notée.</p>

Enjeux et état des lieux des infrastructures de charge en France9:16

État des lieux des infrastructures de charge dans le monde8:52

Politiques d'infrastructure de charge en Europe11:22

État des lieux des politiques publiques liees aux infrastructures de charge VE dans le monde9:26

Point méthode - Fonctionnement technique et économique de l'équilibre offre/demande sur les réseaux électriques4:27

Le saviez-vous ? Stockage de l'énergie électrique2:45

Le saviez-vous ? Bornes de (re)charge3:47

Rencontrer les enseignants

Virginie BOUTUEIL
Researcher
LVMT (City Mobility Transport Lab), École des Ponts ParisTech
Émeric FORTIN
Head of the Master in Transport and Sustainable Development
Direction of Studies, École des Ponts ParisTech

Electric Vehicles and Mobility

More on method

The Technical and Economic Processes Leading to an Equilibrium Between Supply and Demand on Electric Grids

The European electric grid is synchronous around 50 Hz

and stretches from Spain to Tunisia.

So the equilibrium is guaranteed at the European scale and beyond.

The equilibrium is nationwide first, but the capacities at the borders

determine the possibilities of extraterritorial adjustments.

Whoever manages the high-voltage electricity transmission grid

is responsible for the balance between production and consumption

and creates models to forecast demand one year ahead,

then 7 days ahead, and then 24 hours ahead.

All available parameters can be taken into account,

is it a working day, the temperature, the cloud cover,

specific events such as football matches,

which lead to a demand peak during commercial breaks.

The production orders are thus given on the day before

to the power plants so they can follow the forecast demand curve.

Power plants are set in motion

based on their price for a kilowatt-hour.

This is the merit order.

The price of kilowatt-hour for every half hour is that

of the last plant called upon and all will be paid at this price.

Then, we reach an instantaneous equilibrium

thanks to some of the existing leeway. Demand erasing, for instance.

One actor, such as an industry,

agrees to no longer be supplied by the grid

and switches to an internal energy production source.

Hydroelectric production is the only one capable

of producing almost instantaneously.

The kinetic energy stored in the plant's rotor alternator

makes up a stock of low energy which allows the electric systems

to absorb the disequilibrium between the mechanical power injected

and the electric power extracted by the loads.

The transmission grid manager may also call upon primary reserves

to ensure the equilibrium and avoid any variations in frequencies.

The apparition of solar and wind-powered intermittent generators

compels operators to further anticipate

when to start additional generators to recreate or increase reserves.

It is not easy for the manager,

especially since renewable sources usually take priority

when they produce electricity.

When they are deployed, there is more need for storage.

Electric vehicles and their batteries may be an answer to this issue.

Installing a fast-charging network

also makes it harder to reach an equilibrium

as it may strongly call upon the grid.

These actors thus favor slow charging,

which may even out electricity production

by increasing it at night when demand is low,

as with hot water tanks.

In the future, the deployment of smart electric grids will allow us

to act more directly on consumption.

New incentive mechanisms will allow for more flexibility for the user

as we will be able to start or shed the load

at the most suitable time for the grid.

This regulation will be associated with local storage

in which electric vehicle fleets will play a central part.

The vehicle-to-grid process, VTG, is well-suited for the frequency market

as technically, batteries associated with power electronics

allow for immediate reaction and supply capacity rather than energy.

There are obstacles to the implementation.

In terms of legislation and regulations,

there are not yet any laws regarding decentralized storage.

Then, the systems costs are still high, which limits the economic model.

And today, these services are not yet paid for.

So it is hard for an outside operator to take part in the system services.

Eventually, we will be able to supply new services to the users.

An aggregator must be able to collect date reasonably

and communicate with the vehicles and the market manager.

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