Visioprod : système de suivi et d’optimisation de la production d’énergie électrique piloté par Topkapi

E.ON est un des plus grands opérateurs mondiaux d'électricité et de gaz, avec plus de 85 000 collaborateurs dans le monde, et plus de 2 300 TWh d'énergie vendus par an. E.ON France est le 3ème producteur et fournisseur d'électricité et de gaz en France avec une capacité installée de 3,2 GW. AREAL est le créateur du logiciel de supervision Topkapi largement utilisé dans le secteur de l'énergie. 

Le choix stratégique d'une collaboration avec AREAL par Endesa

En 2007, la SNET (1), qui faisait alors partie du groupe Endesa(2), a choisi AREAL pour développer son système de suivi et d’optimisation de la production d’énergie électrique.

En 2007, Endesa est l’une des plus grandes entreprises d’électricité au monde, présente dans 15 pays sur trois continents. Leader du secteur électrique espagnol (production, distribution, transport et commercialisation), elle est en France le 3ème producteur et fournisseur d’électricité sur un marché récemment libéralisé. Elle y dispose de centrales thermiques en Provence (Gardanne), dans le Centre (Lucy), dans le Nord (Hornaing) et en Lorraine (Saint-Avold) où est installé également le CODAP, Centre d’Optimisation, de Dispatching et d’Ajustement de la Production.

Composé d’une quinzaine de personnes, le CODAP dispose d’une équipe de dispatcheurs qui travaillent en service continu et qui assurent la programmation et le suivi en temps réel des tranches de production.

C’est là que se trouve le cœur du nouveau système mis en œuvre par AREAL, dont la fonction principale est d’aider à gérer le périmètre d’équilibre d’Endesa France, c’est-à-dire de s’assurer en temps réel de l’équilibre entre la production au sens large (production des groupes mais aussi achat d’énergie) et la consommation des clients d’Endesa (EDF, Endesa Trading et les clients éligibles).

Le CODAP est en relation quotidienne avec les centrales de production, la salle des marchés et avec le RTE (Réseau de Transport de l’Electricité) qui lui fournit le programme de marche et les demandes d’ajustements d’énergie.
Clé de la réussite du projet, un cahier des charges pointu élaboré par Endesa et qu’AREAL a su mettre en application sans dérive ni compromis.

Le système a été baptisé VISIOPROD et s’il a été adopté par tous les intervenants et opérateurs c’est grâce aux qualités perçues comme essentielles pour un tel projet : ergonomie, performance du système, pertinence et justesse des informations délivrées.
Ajoutons stabilité et donc fiabilité, choix de matériels haut de gamme, Endesa s'est donnée les moyens pour obtenir une très haute disponibilité du système.

Topkapi gestionnaire d’un ensemble intégré et hiérarchisé

Les composants de cet ensemble sont :

• Sur chacun des sites, deux automates d'acquisition de mesures redondants ;
• Un réseau étendu (WAN) reliant les sites entre eux ;
• Deux serveurs applicatifs redondants, situés l’un en région parisienne, l’autre en Moselle. Topkapi “tourne” sur ces serveurs, acquiert les données en MODBUS IP, avec une couche protocolaire supplémentaire – figurant au catalogue AREAL - pour la gestion de données horodatées à la source. Pourquoi des données horodatées à la source, alors que le système est en temps réel ? Tout simplement pour faire face aux défaillances temporaires du réseau WAN ; les automates ont une autonomie de 8 heures, et stockent les données durant ce laps de temps.

Le taux de fiabilité de l’acquisition est ainsi supérieur à 99,99 % puisqu’à ce jour aucune perte de données n’a été constatée depuis la mise en service du système ! Inutile de préciser qu’une synchronisation temporelle précise est nécessaire, entre serveurs et automates. Cette mise à l’heure est assurée également par Topkapi ;

• Un serveur pour clients légers supportant une base de données SQL Server 2005 et un serveur intranet. Ce serveur est alimenté par Topkapi et supporte une application développée par AREAL ;
• Trois postes de conduite en salle des commandes centralisée au CODAP ;
• Un poste de conduite dans chaque tranche de production ;
• Un poste client léger en salle des marchés ;
• Des postes clients légers à la disposition des exploitants et des gestionnaires de l’entreprise.

 
L’objectif du système est de faciliter le travail des opérateurs pour adapter avec finesse la production de la centrale à la demande des clients, tout en limitant les écarts entre la programmation et la réalisation finale.
Cette application de supervision Topkapi fait une belle démonstration de ses capacités à effectuer “à la volée” des calculs de synthèse sur des données du passé ainsi que des données du futur. Mais la fourniture d’énergie fait aussi l’objet d’un trading intensif. Topkapi assiste les gestionnaires par l’animation d’écrans dits “clients légers”, qui présentent les mêmes données que les écrans de conduite industrielle.
Les tendances du marché, les prix à la hausse et à la baisse sont acquis par la solution de supervision industrielle Topkapi via un protocole Html sur les serveurs de RTE.
 

Architecture du système

Deux automates redondants font l’acquisition à la seconde des données de la production de chaque site, et les renvoient vers deux serveurs de production redondants situés au CODAP à Saint-Avold et en région parisienne dans les locaux chargés de l’infogérance.
Les PC de conduite de chaque salle de contrôle des centrales et du CODAP permettent de visualiser les moyennes calculées minute par minute sous forme de courbes de tendance et d’histogrammes. Les données sont également stockées sur un 3^e serveur d’archivage et alimentent les postes “Client Léger”.
 
 
(1) - Société Nationale d'Electricité et de Thermique
(2) - Le projet a été à l'origine développé par la SNET, alors filiale d'Endesa France, et passée depuis sous le contrôle d'E.ON France.