Projet TERRE : Vers un marché européen de la flexibilité électrique

Energie et utilities
24 mars 2021

Le réseau électrique repose sur un principe fondamental : La quantité d’électricité produite doit être strictement égale à la quantité d’électricité consommée. L’acteur qui est chargé d’assurer cet équilibre en France est notre Gestionnaire de Réseau de Transport (GRT) : RTE qui, à cet égard, doit disposer à chaque instant de réserves d’électricité mobilisables à la hausse ou à la baisse, pour rétablir l’équilibre en cas de d’instabilité constatée sur le réseau.

Ce principe, qui doit également être vérifié au niveau européen, est rendu possible grâce à des systèmes informatiques qui permettent aux différents GRT nationaux de s’échanger des volumes d’énergie en cas de besoin. En décembre dernier, la France, à travers EDF, s’est officiellement raccordée pour la première fois à la nouvelle plateforme européenne d'équilibrage LIBRA, mise en place dans le cadre du projet européen TERRE, initié par le règlement Electricity Balancing Guidelines (EBGL) en 2017.

Electricity Balancing : Vers un marché européen de l’équilibrage

À travers ce règlement, l’Europe a pour objectif de permettre à ses différents GRT d’avoir la possibilité d’échanger des montants d’énergie plus efficacement et plus rapidement, pour ainsi former un grand marché unifié de l’équilibrage du réseau électrique. Cette ambition répond à des besoins accrus en flexibilité en raison notamment des nouveaux modes de production décentralisés et des nouveaux usages de consommation d’électricité, qui mettent à l’épreuve le principe même d'équilibrage sur le réseau. D’une part car les sources d’électricité d’origine renouvelable sont par nature intermittentes et bousculent le mode actuel de pilotage de la production électrique en raison de leur forte variabilité. D’autre part, car les pics de consommation induits par les nouveaux usages de consommation et le réchauffement climatique ne facilitent pas l’exercice de planification de la quantité d’électricité à injecter sur le réseau. Grâce à la mise en place de ces plateformes d'équilibrage au niveau européen, les différents GRT membres du projet s’assurent ainsi de  disposer d’une plus grande flexibilité de leurs réseaux respectifs et d’y maintenir un plus haut niveau de résilience. 

La définition de produits d’échanges standards

Afin de réaliser des gains d’efficacité significatifs dans l’échange de produits de flexibilité inter-états, il a été nécessaire de définir au préalable des règles et des produits communs à l’ensemble des pays membres du projet, qui étaient jusqu’à lors parfaitement hétérogènes. Pour ce faire, le règlement EBGL a défini des produits d’échanges standardisés qui correspondent aux différents types de réserves électriques :  

  • Frequency Containment Reserve (FCR) : Correspondante à la réserve primaire, celle-ci a vocation à réduire les écarts de fréquence du système dès l’apparition d’un déséquilibre, de manière automatique et sur une période de 15 minutes.
     
  • Automatic Frequency Restoration Reserve (aFRR) : Correspondante à la réserve secondaire, son objectif est de compléter automatiquement la puissance injectée par la réserve primaire dans un délai court, allant de 30 secondes à 15 minutes.
     
  • Manual Frequency Restauration Reserve (mFRR) : Cette troisième réserve, qualifiée de “rapide”, vise à restaurer la puissance du réseau en moins de 15 minutes selon un mode de déclenchement manuel, lorsque cela est jugé nécessaire.
     
  • Replacement Reserve (RR) : Cette réserve de remplacement a pour vocation de reconstituer la réserve rapide, quand celle-ci a été activée, avec un temps d’activation de moins de 30 minutes*. 
     

Pour tester et développer ces produits standardisés, le Réseau Européen des Gestionnaires de Transport d’Electricité (ENTSO-E), appuyé par les autorités de régulation nationales, l’Agence de coopération des régulateurs de l’énergie (ACER) et les différents acteurs de marché nationaux, se sont engagés dès 2013 à travailler sur la mise en place de plusieurs projets pilotes, visant à tester la faisabilité du modèle cible européen et développer des méthodologies pouvant répondre aux instructions du règlement EBGL*. 

TERRE : La première pierre du projet européen

Le premier de ces projets, baptisé TERRE, pour Trans European Replacement Reserves Exchanges, se concentre sur la mise en place d’une plateforme d’échanges pour la réserve tertiaire, avec des offres d’ajustements RR (Replacement Reserve), dont le prix est fixé par la plateforme selon le principe du merit order*, c’est à dire en fonction du prix marginal de fonctionnement de la source de production activée lors de l’échange.

La faisabilité de ce projet repose sur une plateforme SI baptisée LIBRA, dont le fonctionnement repose sur trois actions successives. En premier lieu, LIBRA va collecter les différentes offres provenant des acteurs d’ajustement ainsi que les besoins exprimés par les différents GRT, puis elle calcule quelles sont les capacités d'interconnexions disponibles à ce même moment. Une fois que celles-ci ont été déterminées, l'algorithme de la plateforme détermine quelles sont les offres qui doivent être activées en priorité et en communique l’information aux différents GRT. Ces derniers communiqueront alors les ordres d’activation aux acteurs d’ajustement*.

D’un point de vue technique, cette plateforme doit ainsi coordonner l’ensemble des systèmes d'information des acteurs du projet, et permettre l’équilibrage constant du réseau tout en répondant aux attentes de chacune des parties prenantes. Ce faisant, le développement du projet TERRE a permis d’identifier un nombre conséquent d’impacts chez les acteurs impliqués : d’une part chez les GRT, qui doivent fournir une chaîne SI opérationnelle reliant la plateforme LIBRA aux SI des acteurs d’ajustement, et de l’autre chez ces derniers, qui ont dû adapter leur chaîne SI afin de permettre l’échange de ce nouveau type d’offres standards. En outre, le projet a nécessité l’accompagnement à la création de nouvelles applications et de nouveaux algorithmes, à la refonte des interfaces existantes pour les adapter aux exigences des nouveaux produits, ainsi qu’à la conduite du changement associée à ces évolutions au sein des entreprises du projet.

Conclusion

Plus d’un an après son lancement officiel, la plateforme LIBRA*, qui constitue le premier projet SI européen d’envergure dans le cadre d’Electricity Balancing, a démontré l’importance de maîtriser l’ensemble de ces expertises techniques et opérationnelles. Elle a également souligné l’indispensable coordination entre les GRT et les acteurs d’ajustement afin de développer, puis de déployer une chaîne SI opérationnelle dès son lancement. À l’heure où les projets MARI, dédié à la réserve rapide, et PICASSO dédié à la réserve secondaire, sont déjà en cours de développement, le lancement réussi de la plateforme du projet TERRE nous prouve qu’il est possible de développer des solutions SI européennes favorisant un marché unifié de la flexibilité.

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Emmylou ROSZAK
Emmylou ROSZAK
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