Nos installations de recherche au service de la transition énergétique

Ces maisons sont reliées à notre réseau et conçues pour permettre l’étude de l’énergétique du bâtiment. Elles sont dotées de nombreux instruments dans le but de valider des modèles énergétiques et de déterminer l’incidence qu’ont différentes technologies et stratégies de gestion de la consommation d’électricité.

Elles servent également à appuyer l’élaboration, par notre filiale Hilo, du concept de maison intelligente, un type d’habitation équipé d’appareils électriques et électroniques connectés.

Ce banc d’essai simule différentes sources de production d’énergie de remplacement, notamment l’énergie solaire. Il nous permet de caractériser les onduleurs et les accumulateurs en plus d’assurer l’arrimage de ces équipements avec le réseau de distribution.

La chambre biclimatique nous permet de caractériser le comportement des thermostats pour le chauffage par pièce et de valider les exigences relatives à leur performance selon la norme CSA-C828.

Ce laboratoire est doté d’une infrastructure destinée à la caractérisation des charges communicantes et de leurs protocoles de communication. Cette infrastructure permet de développer l’intégration des objets connectés (thermostats, ampoules, serrures, etc.) chez différents types de clients et de valider leur interaction avec les réseaux électriques.

Ce banc d’essai dans un grand immeuble gouvernemental est utilisé pour évaluer les performances et optimiser le contrôle d’une impressionnante thermopompe au CO₂ d’une capacité thermique de 1,5 MW. Dans cette installation, le gaz naturel, un combustible fossile servant notamment à chauffer l’eau et les espaces de l’immeuble, est ici remplacé par une thermopompe électrique afin de diminuer les émissions de gaz à effet de serre dans l’optique de la transition énergétique.

Ces bancs d’essai permettent de caractériser et d’évaluer les performances de différents types d’accumulateurs thermiques locaux et centraux. La gestion de la demande, le recours à la biénergie, l’électrification du chauffage y sont mesurés afin d’en déterminer le potentiel. On mesure même le confort des occupants !

Hydro-Québec exerce dans ce microréseau son expertise dans plusieurs domaines, dont l’intégration de l’énergie solaire, le stockage d’énergie et la gestion de la consommation.

Plus concrètement, le savoir-faire qui en découle servira à convertir des réseaux autonomes produisant de l’énergie à partir de combustibles fossiles.

En savoir plus sur le projet de microréseau de Lac-Mégantic

Le LABSEF est en quelque sorte une version numérique du système énergétique de demain. Ce laboratoire crée et teste des phénomènes complexes de bout en bout, en se basant sur l’interopérabilité des projets d’innovation entre les installations du CRHQ et un réseau électrique virtuel.

Dans ce système de demain, l’état des actifs, le comportement des clients et l’état du réseau sont surveillés en temps réel. Les activités du laboratoire visent à améliorer la planification, l’exploitation et l’autorésilience du réseau d’Hydro-Québec.

Ce laboratoire est doté d’infrastructures expérimentales servant à concevoir et à valider de nouvelles solutions de cybersécurité destinées au réseau électrique.

Il est doté de plateformes de cosimulation de télécommunications et de réseaux électriques, d’environnements d’émulation et de plateformes de traitement de données qui recourent à des outils d’intelligence artificielle. L’environnement expérimental du LCCT facilite la modélisation des menaces cybernétiques ainsi que l’analyse de leur impact et des mesures d’atténuation.

La ligne d’essai de distribution est une installation unique en Amérique du Nord. Elle mesure près d’un kilomètre carré et est dotée d’un réseau complet de distribution à 25 kV avec des composants aériens et souterrains. Cette ligne d’essai est reliée par différentes technologies de communication à des installations éoliennes et solaires ainsi qu’à des systèmes de stockage par batterie.

Le réseau est connecté à un poste de distribution muni d’un transformateur indépendant qui autorise différents types d’essais.

L’intégration massive de sources d’énergies renouvelables dans un contexte de transition énergétique nécessite le développement d’outils de simulation adaptés et performants. Le but est de mener des études et des essais sur des réseaux de plus en plus imposants et complexes.

Depuis le début des années 1980, Hydro-Québec dispose à l’IREQ d’un laboratoire de simulation de réseaux en temps réel. Complètement numérique, il s’articule autour d’Hypersim, une technologie de simulation numérique de réseaux électriques en temps réel et en différé.

Hypersim simule des réseaux de tailles et de complexités considérables en intégrant aussi la production, le transport et la distribution. Il repose sur une architecture parallèle et exploite la puissance de calcul de superordinateurs. Il comprend essentiellement trois modules logiciels : un environnement de modélisation et de simulation des réseaux ; une application d’acquisition, de traitement et d’analyse des résultats ; et enfin un outil de programmation des essais et d’automatisation de leur réalisation.

Hypersim peut être raccordé à différents types d’équipements externes pour former un système en boucle fermée (appelé, en anglais, hardware in the loop ou HIL) : répliques de systèmes de commande et de protection d’interconnexions, de systèmes de compensation ou de transport à courant alternatif flexibles (FACTS) ou encore d’automatismes de conduite.

Puisqu’il est possible d’utiliser simultanément plusieurs aires d’essais, différents projets peuvent être conduits en parallèle, par exemple : étude en temps réel des réseaux, de la mise en service d’équipements et du développement ou de l’optimisation d’algorithmes d’automatisation des systèmes (nouvelles commandes ou protections).

Le simulateur de puissance SimP est une infrastructure de recherche et d’essais de nouvelle génération qui favorise la création de réseaux de transport et de distribution expérimentaux.

Une part de ces réseaux est réelle, c’est-à-dire qu’elle comporte de véritables équipements de distribution et des ressources énergétiques décentralisées (RED), tandis que l’autre est virtuelle et simulée. Cette infrastructure est utilisée pour développer, tester et valider les technologies du réseau de l’avenir.

L’infrastructure complète résulte de la connexion de la ligne d’essai de distribution d’électricité de l’IREQ au simulateur numérique en temps réel des réseaux de transport d’électricité Hypersim.

Ces deux centrales solaires, qui fournissent 9,5 MW, ont plusieurs objectifs :

• augmenter les connaissances d’Hydro-Québec sur la production photovoltaïque, en complémentarité avec les autres sources de production ;
• évaluer la production centralisée d’énergie photovoltaïque au Québec et approfondir les connaissances d’Hydro-Québec sur ses répercussions tant sur le réseau électrique que sur la gestion du parc de production ;
• déterminer les technologies photovoltaïques convenant le mieux aux conditions particulières du Québec et du réseau d’Hydro-Québec.

Le laboratoire PoNT est une installation de numérisation des postes de transport qui sert aux tests de fonctionnement en prédéploiement d’un poste de transport réel. Cette plateforme nous aide à mieux comprendre comment une installation réelle se comporte dans différentes situations et à réaliser des essais dans un environnement virtuel afin de limiter les risques pour les installations réelles.

Ce laboratoire offre également un cadre propice pour valider de nouveaux concepts et déterminer les technologies à mettre de l’avant.

La mission du laboratoire numérique de production est de développer et de valider des solutions technologiques numériques normalisées qui feront évoluer les systèmes de surveillance, de protection et de conduite devenus obsolètes.

Il permet :

• d’apprivoiser les nouvelles technologies, c’est-à-dire comprendre leur fonctionnement et évaluer leur maturité ;
• d’orienter le choix des technologies à implanter et leur degré d’implantation ;
• de diminuer le risque associé aux nouvelles technologies ;
• d’accélérer les mises en service.