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OPAL-RT Europe a conçu le simulateur informatique temps réel que l’institut KTH exploite pour étudier et optimiser la transmission d’électricité, quand les énergies renouvelables sont intégrées aux réseaux de distribution d’électricité actuels au moyen de SmartGrids. Ce simulateur permet de reproduire informatiquement un réseau global composé de sources de production d’énergies renouvelables, d’un réseau de transport et de distribution d’électricité, et de systèmes de conversion d’énergie. Ce réseau est soumis à différentes situations et incidents techniques susceptibles de survenir lors de son exploitation (variation de la production d’énergie renouvelable, variation de fréquence, creux de tension, dégradation de la qualité de la puissance, court-circuit, …). La simulation informatique temps réel a remplacé progressivement les maquettes au sein de nombreux centres de recherche publics car elle offre de nombreux avantages techniques et économiques. Sélectionné sur appel d’offre public, OPAL-RT Europe avait pour défi de proposer une solution informatique performante alliant rapidité et puissance de calcul, à moindre coût.

KTH, l’un des instituts technologiques internationaux les plus renommés, conduit des recherches dans de nombreux domaines tels que les technologies de l’information et de la communication, les transports ou l’énergie. En 2010, les chercheurs de KTH souhaitent concevoir SmarTSLab (Smart Transmission Systems-Laboratory), une nouvelle plateforme technologique dédiée à l’utilisation des SmartGrids. L’équipe projette alors de développer des nouvelles technologies informatiques visant à optimiser la production et la distribution, à économiser l’énergie, à sécuriser le réseau électrique et à réduire les coûts.

Pour mener ces recherches, KTH aspire à trouver une alternative technologique à la simulation analogique, qui implique la réalisation de tests sur maquette à échelle réduite. L’institut lance alors un appel d’offre public pour la conception d’une solution de simulation informatique temps réel, dont la rapidité et la puissance de calcul permettraient de reproduire informatiquement et en temps réel :

 un réseau d’électricité et son activité à échelle nationale ou Européenne,

 des sources d’énergies renouvelables,

 ainsi que des systèmes de conversion d’énergie.

En décembre 2010, KTH choisit le simulateur d’OPAL-RT Europe. Fondé sur la dernière génération de processeurs multi-cœurs Intel i7 et les cartes de calcul FPGA, ce simulateur est doté d’une précision de calcul à la microseconde et apte à reproduire virtuellement une grande variété de configurations de réseaux électriques. Cette plateforme de simulation temps réel, capable de reproduire avec précision de grands réseaux électriques, est la plus rapide et la plus puissante d’Europe.

De plus, il respecte la norme de communication internationale IEC 61850, liée aux équipements de protection des réseaux et indispensable à la conduite de ces recherches. Le simulateur est intégré avec l’environnement de modélisation MATLAB/Simulink, ce qui permet une prise en main rapide.

Les chercheurs soumettent le simulateur OPAL-RT Europe à une multitude de cas d’exploitation et d’incidents techniques :

 erreurs de fréquence ;

 creux de tension ;

 dégradations de qualité de puissance ;

 court-circuit ;

 pannes dues à une surcharge ;

 variations météorologiques ;

Ces tests informatiques devraient permettre de tirer des enseignements concrets et de valider des nouveaux concepts de technologies informatiques pour un déploiement efficace et pérenne des SmartGrids.

« Le simulateur livré par OPAL-RT Europe nous donne accès à une technologie hautement performante et polyvalente. En outre, ce simulateur est étroitement intégré avec MATLAB / Simulink, un environnement de modélisation que nos élèves connaissent bien. Cela réduit les besoins en formation, simplifie nos recherches et augmente nos possibilités de coopération internationale. » Dr. Luigi Vanfretti, Professeur Assistant à l’Institut Technologique Royal, KTH.