Pour optimiser les réseaux intelligents, une gestion efficace des données est nécessaire, rendue possible grâce à des systèmes industriels puissants et des processeurs dotés d'une grande efficacité de traitement. Voyons comment ils fonctionnent.
La transition écologique a appelé à de nouvelles façons de produire et de distribuer l'énergie, où l'utilisation généralisée et distribuée de sources renouvelables non programmables et de technologies numériques "intelligentes" doit être intégrée dans les réseaux électriques existants, visant à surveiller la consommation et à distribuer la production d'énergie en fonction des variations de la demande du réseau. Combiner les sources renouvelables et les Smart Grids est en fait une condition préalable pour atteindre les objectifs de croissance fixés pour les énergies renouvelables, introduits avec la proposition de mise à jour du Plan National Intégré Énergie et Climat (PNIEC), selon lequel les énergies renouvelables doivent couvrir 40,5 % de la consommation finale brute d'énergie d'ici 2030, soit une augmentation de 19 % par rapport à 2021.
Ici, “Smart Grid” implique des réseaux électriques intelligents. Contrairement à ce que l'on croit souvent, ils ne remplacent pas les réseaux de distribution d'électricité traditionnels mais servent plutôt à moderniser et améliorer les systèmes existants grâce à l'utilisation de la technologie informatique et de communication, s'efforçant de les rendre plus efficaces, sécurisés, intelligents et décentralisés.
Qu'est-ce qu'un Smart Grid
Les réseaux électriques d'aujourd'hui, conçus pour canaliser les flux d'énergie produits principalement par de grandes centrales thermiques alimentées par des combustibles fossiles et gérés par des opérateurs de réseau selon un système essentiellement centralisé et unidirectionnel, distribuent l'énergie aux utilisateurs finaux du réseau en adoptant une approche descendante.
Afin de tirer parti de l'énergie produite par des sources renouvelables, un réseau énergétique flexible, fiable et sécurisé est nécessaire, capable d'optimiser la distribution de l'électricité, décentralisant les centrales de production d'énergie et répondant aux variations de la demande en temps réel, minimisant ainsi les surcharges et les fluctuations de tension.
Les Smart Grids sont donc une solution révolutionnaire dans le domaine de l'électricité et des télécommunications, dans la mesure où ils peuvent être utilisés avec les réseaux existants, qui sont restructurés et numérisés en un temps raisonnablement court grâce à une série de processus éco-durables, pour développer des systèmes permettant une communication bidirectionnelle entre l'utilité et ses clients.
Les Smart Grids, en fait, peuvent accueillir l'électricité produite à partir d'une multitude de nœuds de génération constitués de petits systèmes de production d'énergie renouvelable situés à travers le réseau de distribution (génération distribuée), qui ne peuvent normalement pas être programmés à l'avance, inhibant ainsi la coordination centralisée par l'opérateur du réseau de distribution.
Selon l'AIE (Agence Internationale de l'Énergie, un Smart Grid est "un réseau électrique qui utilise des technologies numériques et autres technologies avancées pour surveiller et gérer le transport de l'électricité à partir de toutes les sources de génération afin de répondre aux demandes d'électricité variables des utilisateurs finaux".
Comment optimiser le réseau énergétique grâce à une gestion efficace des données
Avec la prolifération de nombreux systèmes de génération alimentés par des sources d'énergie renouvelable non programmables, il est devenu nécessaire de garantir l'adéquation de notre système électrique, en coordonnant les besoins et les capacités de toutes les parties prenantes – générateurs, opérateurs de réseau, utilisateurs finaux – afin d'optimiser l'utilisation des ressources énergétiques distribuées, minimiser les coûts et maximiser la fiabilité et la stabilité du réseau.
L'optimisation du réseau énergétique nécessite l'analyse en temps réel d'une quantité croissante de données provenant de sources mixtes, en plus de leur interprétation rapide, cruciale pour prendre les meilleures décisions et garantir des résultats capables d'assurer à la fois l'efficacité et la gestion environnementale.
La révolution des réseaux est inextricablement liée à la numérisation et aux technologies IoT, mais aussi à l'utilisation de systèmes, de processeurs et de logiciels dédiés. Les deux nouveaux modules SMARC, basés sur les processeurs Qualcomm<sup>®</sup> QCS6490 et Qualcomm<sup>®</sup> QCS5430, construits en collaboration avec Qualcomm Technologies, Inc., offrent une haute efficacité de traitement et soutiennent l'évolution des réseaux énergétiques.
Ce sont des processeurs industriels qui, par rapport aux solutions grand public, offrent une gamme de températures plus large (de -30°C à +85°C) et une plus grande longévité. Ils intègrent un CPU Octa-core, un GPU (Graphic Processing Unit) qui garantit des performances graphiques élevées et une efficacité énergétique, ainsi qu'un accélérateur de moteur AI dédié pour le traitement d'inférence (Neural Processing Unit), assurant des normes élevées de fiabilité et de résistance, tout en maintenant des niveaux de consommation très bas grâce aux offres de Qualcomm Technologies.
Ces solutions System-on-Chip de dernière génération combinent connectivité avancée, performances de haut niveau et fonctionnalités de pointe améliorées par l'IA, tandis que le processeur QCS5430 offre également la possibilité de mises à jour logicielles over-the-air pour améliorer les performances. L'intégration de ces caractéristiques dans la conception compacte et à faible consommation d'un module SMARC permet un changement radical dans la gestion des réseaux énergétiques, apportant la capacité de calcul à la périphérie. Équiper le réseau intelligent de capteurs capables de traiter localement les données en temps réel – par exemple, où l'énergie est produite le long du réseau et d'où provient la demande – optimise le flux d'énergie à travers le réseau, déclenchant immédiatement la transition du producteur au consommateur. Cela, à son tour, évite le gaspillage (contrairement à l'énergie produite par des sources traditionnelles, l'énergie provenant de sources renouvelables ne peut pas être facilement stockée mais doit être immédiatement utilisée pour éviter la dispersion) et génère des revenus pour le producteur, qui peut immédiatement vendre l'énergie produite à ceux qui en ont besoin.
Les principales caractéristiques des modules SOM-SMARC-QCS6490 et SOM-SMARC-QCS5430
Les processeurs QCS6490 et QCS5430 prennent en charge le traitement des modèles d'intelligence artificielle (IA), offrant des performances élevées, la capacité de traiter en temps réel de grandes quantités de données avec une faible consommation d'énergie, en plus d'une large sélection d'interfaces et de périphériques adaptés à une large gamme d'applications industrielles. L'intégration de l'accélérateur Qualcomm AI Engine permet l'exécution d'algorithmes d'apprentissage automatique sur l'appareil, augmentant ainsi les capacités globales du processeur à 12 trillions d'opérations par seconde (TOPS).
En particulier, les modules SOM-SMARC-QCS6490 et SOM-SMARC-QCS5430 garantissent une flexibilité exceptionnelle pour l'intégration dans divers types d'architecture pour le secteur industriel, et en particulier le secteur des réseaux énergétiques, grâce aux deux différentes gammes de puissance offertes. Aux côtés du module haut de gamme SOM-SMARC-QCS6490, SECO a introduit une solution de milieu de gamme, le module SOM-SMARC-QCS5430, basé sur le processeur QCS5430, permettant de faire évoluer la solution en fonction des besoins des clients. Ces solutions fournissent donc les performances et la flexibilité nécessaires pour un contrôle et un traitement des données efficaces, améliorant parfaitement l'efficacité des réseaux intelligents et des installations de production d'énergie renouvelable.
Les deux modules SOM-SMARC-QCS6490 et SOM-SMARC-QCS5430, comme toutes les solutions SoM de SECO, sont fournis avec un Board Support Package (BSP) et un système d'exploitation qui s'aligne sur les normes de sécurité les plus élevées et offre des outils pour une gestion simplifiée et optimisée des appareils à distance. Un kit de développement logiciel (