Dynamic line rating

  1. Dynamic line rating (DLR) versus static line rating (SLR)
  2. Definitions
  3. Utilisation de DLR dans le processus de calcul des capacités
    3.1  Principe de base
    3.2  Application de la règle de plafonnement
  4. Current roll-out
  5. Documentation

1. Dynamic line rating (DLR) versus static line rating (SLR)

Le « Static Line Rating », évalué au moyen de méthodes déterministes ou probabilistes, repose sur certaines hypothèses plutôt conventionnelles concernant des conditions atmosphériques de fonctionnement. Cette approche, largement acceptée, est utilisée depuis des décennies étant donné l’absence ou l’utilisation très rare par le passé de différentes techniques de mesure directes et indirectes.

Ces dix dernières années, l’une des options offertes s’appuie sur le « Dynamic Line Rating », utilisant plusieurs techniques disponibles de mesures et de prévisions. L’acquisition de données liées est très souvent combinée à des mesures météorologiques. La disponibilité de ces deux informations permet le calibrage et l’utilisation d’un modèle de conducteur de ligne dans un processus ultérieur, en vue d’obtenir des limites de lignes de transport variables, en utilisant pour principal paramètre d’entrée des conditions environnementales de refroidissement ou d’échauffement.

Il en résulte les définitions suivantes :

  • Courant thermique statique : Un courant thermique statique est un courant qui veille à ce que le conducteur fonctionnant dans des conditions atmosphériques présumées et conçu pour opérer à une certaine température de fonctionnement constante maximum et à une certaine flèche de fonctionnement maximum, atteigne l’une ou l’autre de ces limites : la température maximale du conducteur ou la flèche maximale.
  • Courant thermique dynamique : Un courant thermique dynamique est un courant qui veille à ce que le conducteur fonctionnant dans des conditions atmosphériques réelles et conçu pour opérer à une certaine température de fonctionnement constante maximum et une certaine flèche de fonctionnement maximum, atteigne l’une ou l’autre de ces limites : la température maximale du conducteur ou la flèche maximale.

Elia collabore depuis 2008 avec la société Ampacimon© afin de développer et de tester une technologie capable de calculer et d’anticiper l’ampacité de lignes aériennes sur base de données historiques ainsi que de mesures et prévisions météorologiques.

La technologie Ampacimon utilise de petits modules, installés sur les portées les plus critiques d’une ligne. Ces modules mesurent en permanence la flèche de la ligne, permettant ainsi à Ampacimon de calculer les flux constants maximums pouvant être supportés par la ligne. L’objectif de l’approche DLR est d’optimiser de manière sécurisée l’exploitation des capacités de lignes de transport existantes sur base de conditions réelles dans lesquelles les lignes électriques fonctionnent.

 

2. Definitions

La licence Ampacimon Horizon procure différents types de données :

  1. Real-time ampacity (RT) : ce paramètre donne l’ampacité maximale permanente de la ligne équipée des modules Ampacimon (en cas de conditions météorologiques constantes), les données étant actualisées toutes les 5 minutes. Les valeurs Imax fournies sont plus élevées, mais très volatiles, ce qui les rend moins utilisables pour le processus opérationnel.
  2. Forecast 1 h : ce paramètre permet d’anticiper l’ampacité maximale permanente de la ligne équipée des modules Ampacimon pour l’heure à venir, les données étant actualisées toutes les 5 minutes. Les valeurs Imax fournies sont plus stables que l’ampacité RT et donc utilisées pour la gestion en temps réel du réseau de transport.
  3. Forecast Horizon : ce paramètre permet d’anticiper l’ampacité maximale permanente de la ligne équipée des modules Ampacimon pour les deux jours à venir, les données étant actualisées toutes les 6 heures. Ces valeurs reposent essentiellement sur des prévisions de température. Ici aussi, les valeurs Imax fournies sont plus stables que l’ampacité RT et peuvent être utilisées dans des méthodes de calcul des capacités.

3. Utilisation du DLR dans le processus de calcul de capacité

L’application de DLR dans le processus de calcul des capacités pour des prévisions « day ahead » et « intraday » implique que la valeur Imax d’une ligne de transport soit déterminée de manière dynamique par la température ambiante ainsi que par la vitesse et la direction du vent par rapport à cette ligne, sur base des données DLR qui tiennent compte de ces conditions météorologiques dans les limites d’une exploitation sûre du réseau. On utilise comme limite inférieure les limites saisonnières statiques. L’application de DLR a ainsi uniquement un effet positif.

3.1 Principe de base

Le principe de base pour l’application de DLR dans le calcul des capacités est la maximisation de l’augmentation moyenne de la capacité dans les limites d’une augmentation du risque prédéfinie pour la sécurité du réseau.

Le scénario idéal consiste à pouvoir instaurer une nouvelle méthode sans modifier le risque pour une exploitation sûre du réseau. Ce scénario n’étant pas réaliste, il faut tenir compte d’une augmentation du risque acceptable.

L’augmentation du risque dans le cadre de l’utilisation de DLR est due au fait que le Forecast 1 h n’est pas pour chaque heure supérieur au Forecast Horizon utilisé dans le calcul des capacités. Les valeurs du Forecast Horizon ne peuvent donc pas être reprises telles quelles dans le processus de calcul des capacités : un « prétraitement » est nécessaire.

La méthode qui procure en moyenne la plus grande augmentation pour la même augmentation de risque est une règle de plafonnement (« capping rule »). Une règle de ce genre limite la valeur générée par le Forecast Horizon à un certain pourcentage par rapport aux limites saisonnières.

L’augmentation du risque acceptable prédéfinie est actuellement fixée à 0,1 %, ce qui correspond à environ 9 h par an.

(*) L'augmentation du risque peut être calculée comme le pourcentage du temps pour lequel le Forecast Horizon dépasse le Forecast 1h.

3.2 Application de la règle de plafonnement

Les données Ampacimon indiquent que l’augmentation d’ampacité de la ligne est systématiquement plus élevée la nuit qu’en journée. Cette méthode permet d’appliquer la règle de plafonnement en utilisant un plafond différent pour les heures de pointe et les heures creuses.

La hauteur de ce plafond est déterminée au moyen du risque opérationnel acceptable. La relation entre la hauteur du plafond et le risque opérationnel peut se refléter par la moyenne pondérée du risque opérationnel pour toutes les lignes équipées d’un Forecast Horizon devant être calculées, et ceci pour chaque niveau de plafonnement dans le cadre du champ d’application. Sur base de l’augmentation du risque opérationnel acceptable prédéfinie à 0,1 %, on peut déterminer le plafonnement à appliquer[1]. Les valeurs du Forecast Horizon pour les méthodes de calcul « day ahead » et « intraday » dans les fichiers D2CF, DACF et IDCF sont limitées à x % en ce qui concerne les heures de pointe et à y % en ce qui concerne les heures creuses. Pour l’année 2018, ces valeurs sont fixées comme suit :

  • x = 105 % des limites saisonnières en ce qui concerne les heures de pointe
  • y = 109 % des limites saisonnières en ce qui concerne les heures creusesLorsque la température journalière moyenne prévue est inférieure à 0 °C, on augmente ces deux plafonds à 110 % des limites saisonnières.
  • Ces valeurs x et y seront redéfinies sur base annuelle et publiées conformément aux obligations de transparence sur le site web d’Elia et via un Urgent Market Message.

(*) Voir aussi paragraphe 4.3.1. Peak vs Off-peak dans la note explicative annexée

4. Déploiement actuel

Le tableau ci-dessous montre les différents modules Ampacimon et différentes licences de prévisions dont Elia dispose.

ID ligne

Nom ligne

Licence Forecast 1h

Licence Horizon

380.23

Meerhout-Van Eyck

OUI

-

380.27

Van Eyck-Maasbracht

OUI

-

380.19

Achène-Lony

OUI

OUI

380.25

Doel-Zandvliet

OUI

OUI

380.11

Lixhe-Gramme

OUI

-

380.91

Van Eyck-Lixhe

OUI

OUI

380.12

Van Eyck-Gramme

OUI

OUI

380.28

Van Eyck-Maasbracht

OUI

OUI

380.79

Avelgem-Mastaing

OUI

OUI

380.29

Zandvliet-Kreekrak

OUI

-

380.30

Zandvliet-Kreekrak

OUI

-

380.31

Gramme-Courcelles

OUI

OUI

380.80

Avelgem-Avelin

OUI

OUI

380.26

Doel-Zandvliet

OUI

OUI

380.73

Mercator-Horta

OUI

OUI

380.74

Mercator-Horta

OUI

OUI

380.101

Horta-Avelgem

OUI

OUI

380.102

Horta-Avelgem

OUI

OUI

220.513

Aubange-Moulaine

OUI

OUI

220.514

Aubange-Moulaine

OUI

OUI

150.5

Brugge-Langerbrugge

OUI

-

150.6

Brugge-Langerbrugge

OUI

-

150.7

Langerbrugge - Nieuwevaart

OUI

-

150.8

Langerbrugge - Nieuwevaart

OUI

-

150.15

Brugge-Slykens

OUI

-

150.16

Brugge-Slykens

OUI

-

150.313

Baudour-Chièvres

OUI

-

150.314

Baudour-Chièvres

OUI

-

70.49

Moucron-Tournai

OUI

-

5. Documentation

  • Note explicative en anglais
  • Méthodologie pour l'utilisation du Dynamic Line Rating dans les calculs de capacités  en néerlandais