RÉSEAUX INTELLIGENTS
1. Architecture Technique
Réseaux de
capteurs
|
Type
de capteur |
Densité
d'installation |
Précision
requise |
Méthode
de calcul |
Norme
marocaine |
|
Capteurs
de courant |
1 capteur/km (ligne aérienne) 1capteur/0,5km (câble souterrain) |
Classe 0,5S (±0,5%) Courant primaire : 1-5000A |
I_mesure = (I_primaire ×
N_rapport)/K_précision |
ONE-CDA-2021-08 |
|
Capteurs
de tension |
1 capteur par départ MT 1 capteur/3 départs BT |
Classe 0,5 (±0,5%) Tension primaire : 230V-63kV |
U_mesure = U_primaire/N_transformateur |
NM-06.7.025 |
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Capteurs
environnementaux |
1 capteur/5km² (urbain) 1capteur/15km² (rural) |
±2°C (température) ±5% (humidité) |
Correction_charge = f(T_ambiante,
H_relative) |
ONEE-ENV-2020 |
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Détecteurs
de défaut |
1détecteur/2km (aérien) 1détecteur/1km (souterrain) |
Sensibilité : 10-50A (terre) Temps réponse : <100ms |
I_défaut = √(3×I_phase²-Σ(I_phases)²) |
ONE-PROT-2019-12 |
Méthode de
calcul de la densité optimale de capteurs :
Densité_capteurs
= (Longueur_réseau × Facteur_criticité) / (Précision_cible × Coût_installation)
Facteur_criticité
= 1,5 (zones urbaines) / 1,0 (zones rurales)
Infrastructure
de communication
|
Architecture |
Bande
passante par nœud |
Latence
maximale |
Portée
effective |
Calcul
de capacité |
Standard
ONEE |
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Fibre
optique |
1-10 Gbps/lien Agrégation : 100 Gbps |
< 1ms (local) < 5ms (régional) |
40-80 km (sans répéteur) |
Capacité = N_canaux × Débit_canal × η_codage |
ONE-FO-2021-15 |
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PLC
(Power Line Communication) |
2-200 Mbps/phase Selon norme G3/PRIME |
< 20ms
(BT) < 50ms
(MT) |
1-3 km (BT) 5-15 km (MT) |
Débit_utile = Débit_max × (1-BER) × η_protocole |
ONEE-PLC-2020-09 |
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Radio
4G/5G |
20-100 Mbps/cellule Agrégation : 1 Gbps |
< 10ms (4G) < 1ms (5G) |
5-30 km (4G) 1-5 km (5G) |
Capacité_cellule = BW × log₂(1+SNR) |
ANRT-SMART-2021 |
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LoRaWAN |
0,3-50 kbps/nœud Capacité : 10k nœuds/GW |
1-10s (selon SF) |
2-15 km (urbain/rural) |
Time_on_air = Préambule + (PL+CRC)×CR×SF/BW |
ONE-LPWAN-2020 |
Calcul de
dimensionnement réseau de communication :
Bande_passante_totale
= Σ(Nœuds_i × Débit_i × Facteur_simultanéité_i)
Facteur_simultanéité
= 0,7 (critique) / 0,4 (monitoring) / 0,2 (maintenance)
Systèmes de
contrôle distribué
|
Niveau
de contrôle |
Temps
de réponse |
Capacité
de traitement |
Architecture
recommandée |
Méthode
de dimensionnement |
Norme
ONEE |
|
Contrôleur
de terrain |
< 10ms (protections) < 100ms (régulations) |
1000-5000 E/S CPU : 1-4 GHz |
RTU/IED redondant Protocole IEC 61850 |
N_E/S = N_capteurs + N_actionneurs + 20%
marge |
ONE-RTU-2021-05 |
|
Superviseur
local |
< 500ms
(supervision) < 1s
(optimisation) |
10-50 RTU/superviseur Mémoire : 8-32 GB |
SCADA distribué Base temps réelle |
Capacité = N_points × Fréq_acquisition ×
Taille_donnée |
ONEE-SCADA-2020 |
|
Centre
de conduite |
< 2s (alarmes) < 5s (commandes) |
100-500 postes sources Serveurs redondants |
EMS/DMS intégré Architecture SOA |
Puissance_CPU = (N_calculs × Complexité)
/ Temps_cycle |
ONE-EMS-2019-18 |
Dimensionnement
des contrôleurs :
Charge_CPU
= (N_acquisitions/s × T_acquisition + N_calculs/s × T_calcul +
N_communications/s × T_com) / T_cycle
Marge_sécurité
= 1,5-2,0 (charge_CPU < 50%)
2. Gestion des Flux d'Énergie
Équilibrage
production/consommation
|
Méthode
d'équilibrage |
Temps
de réponse |
Réserve
requise |
Algorithme
de calcul |
Critère
de performance |
Standard
marocain |
|
Réserve
primaire |
0-30 secondes |
1-3% de la charge totale ±0,2 Hz tolérance |
ΔP = K_réglage × Δf K = 20-40 MW/Hz |
Statisme : 4-6% Zone morte : ±10 mHz |
ONE-RPF-2021-07 |
|
Réserve
secondaire |
30s-15 minutes |
5-10% de la charge totale Restauration fréquence |
ΔP = Ki × ∫(f_ref - f_mesure)dt |
ACE < 100 MW.min/mois CPS1 : 12 mois/an |
ONEE-AGC-2020-14 |
|
Réserve
tertiaire |
15min-plusieurs heures |
10-15% de la charge totale Optimisation économique |
Min(Σ Ci × Pi) sous contraintes réseau |
Coût < 500 MAD/MWh Disponibilité > 95% |
ONE-MCP-2019-22 |
Calcul de
l'équilibrage en temps réel :
Écart_puissance
= P_consommation + P_pertes - P_production - P_stockage
Réserve_nécessaire
= |Écart_max| × Facteur_sécurité × (1 + Taux_croissance)
Facteur_sécurité
= 1,2 (hiver) / 1,5 (été) selon profils ONEE
Gestion des
congestions
|
Type
de congestion |
Seuil
d'alerte |
Méthode
de calcul |
Action
corrective |
Coût
d'intervention |
Référence
ONEE |
|
Congestion
thermique |
90%
I_admissible 95%
(surcharge 2h) |
I_transit =
√(P² + Q²)/(√3 × U) avec corrections T°,vent |
Délestage :
100-500 MAD/MWh Reconfiguration
: 50-200 MAD/MWh |
Pénalité = 1000 MAD/MWh.h |
ONE-CTH-2021-11 |
|
Congestion
tension |
0,95 < U < 1,05 (pu) Seuil critique : ±8% |
ΔU = (P×R + Q×X)/(U_départ) Plan de tension optimal |
Réglage OLTC : 20 MAD/manœuvre Compensation : 100-300 MAD/MVAr.h |
Pénalité = 2000 MAD/h |
ONE-PLT-2020-06 |
|
Congestion
dynamique |
CCT > 150ms Marge stabilité > 5% |
Analyse modale λ_critique Calcul des facteurs de participation |
Écrêtage ENR : 200-800 MAD/MWh Support réactif : 50-150 MAD/MVAr |
Compensation = Perte × Prix_énergie |
ONEE-STD-2019-28 |
Méthode de
calcul des congestions :
Indice_congestion
= Max(Transit_branche_i / Limite_branche_i) pour i=1...N
Coût_congestion
= Σ(Prix_zone_import - Prix_zone_export) × Énergie_non_transférée
Réponse à la
demande
|
Type
de flexibilité |
Potentiel
mobilisable |
Temps
d'activation |
Rémunération |
Méthode
d'estimation |
Cadre
réglementaire |
|
Effacement
résidentiel |
5-15% de la pointe Durée : 2-4h maximum |
5-30 minutes Préavis : 2-24h |
100-300
MAD/kW.an + 200-500 MAD/MWh
effacé |
Potentiel = N_clients × P_moyenne × Taux_participation ×
Facteur_simultanéité |
Décret 2-20-551 |
|
Effacement
industriel |
20-40% de la pointe Durée : 1-8h selon process |
1-15 minutes Préavis : 1-4h |
300-800
MAD/kW.an + 400-1200 MAD/MWh
effacé |
Évaluation process industriel Élasticité prix : -0,1 à -0,5 |
ONEE-IND-2021-09 |
|
Stockage
distribué |
10-30% de la capacité 2-6h
de stockage |
< 1 minute Automatique |
200-600
MAD/kW.an<br>+ cycle : 50-150 MAD/MWh |
Modèle techno-économique LCOE = (CAPEX + OPEX)/(E_annuelle × Durée_vie) |
IRESEN-BAT-2020 |
Calcul du
potentiel de flexibilité :
Flexibilité_totale
= Σ(Flexibilité_secteur_i × Taux_participation_i × Facteur_fiabilité_i)
Valeur_flexibilité
= (Coût_évité_pointe + Coût_évité_réserve + Coût_évité_réseau) -
Coût_activation
3. Sécurité et Fiabilité
Cybersécurité
des réseaux
|
Niveau
de sécurité |
Menaces
ciblées |
Mesures
de protection |
Critères
d'évaluation |
Méthode
de test |
Norme
cybersécurité |
|
Niveau
OT (Operational Technology) |
Malware industriel Intrusions physiques Manipulation données |
Segmentation réseau Authentification multi-facteurs Chiffrement bout-en-bout |
Temps détection < 5 min Temps réaction < 15 min Disponibilité > 99,9% |
Tests intrusion trimestriels Audit sécurité annuel |
ONEE-CYB-2021-03 |
|
Niveau
IT (Information Technology) |
Cyberattaques externes Phishing/ingénierie sociale Vol de données |
Firewall industriel SIEM centralisé Sauvegarde 3-2-1 |
Logs analysés : 100% Incidents < 1/mois RTO < 4h, RPO < 1h |
Simulation cyberattaque Plan continuité testé |
DGSSI-CC-2020 |
|
Niveau
communication |
Interception communications Déni de
service (DoS) Man-in-the-Middle |
Cryptage AES-256 Certificats X.509 VPN site-à-site |
Latence crypto < 1ms Taux erreur < 10⁻⁹ Authentification 99,99% |
Tests pénétration Audit cryptographique |
IEC-62351/ONEE |
Évaluation
du risque cybersécurité :
Risque_global
= Σ(Probabilité_menace_i × Impact_métier_i × Vulnérabilité_i)
Coût_protection
= CAPEX_sécurité + OPEX_annuel + Coût_formation + Coût_audit
ROI_sécurité
= (Coût_évité_incidents - Coût_protection) / Coût_protection
Redondance
et résilience
|
Type
de redondance |
Architecture
requise |
Critère
de basculement |
Temps
de commutation |
Calcul
de disponibilité |
|
Redondance
N-1 (équipements) |
Doublage équipements critiques Sources alimentation distinctes |
Perte équipement principal Seuil : défaut > 100ms |
< 100ms (automatique) < 300ms (semi-auto) |
MTBF = 50000-100000h MTTR = 2-8h selon équipement |
|
Redondance
réseau |
Maillage avec 2+ chemins Interconnexions multiples |
Perte liaison principal Surcharge > 120% In |
< 200ms (reconfigurations) < 30s (délestage sélectif) |
Disponibilité = MTBF/(MTBF+MTTR) Cible : 99,95% (MT), 99,8% (BT) |
|
Redondance
informationnelle |
Serveurs en cluster Bases de données répliquées |
Panne serveur principal Corruption de données |
< 30s (basculement) < 5min (synchronisation) |
RTO = 15min (max) RPO = 1min (max) Disponibilité > 99,99% |
Calcul de la
fiabilité système :
Fiabilité_système
= Π(Fiabilité_composant_i) pour système série
= 1 -
Π(1-Fiabilité_composant_i) pour système parallèle
SAIDI_cible
= Σ(λi × ri × Ni) < 60 min/an (urbain), < 180 min/an (rural)
Détection et
réparation de défauts
|
Type
de défaut |
Méthode
de détection |
Temps
de localisation |
Stratégie
de réparation |
Coût
d'intervention |
Performance
cible |
|
Défauts
permanents |
Protection différentielle Distance/admittance Analyse harmoniques |
< 5ms (protections) < 30s (localisation précise) |
Isolation automatique Reconfiguration réseau Réparation planifiée |
500-2000 MAD/intervention + coût énergie non fournie |
Temps coupure < 30min Clients affectés < 1000 |
|
Défauts
transitoires |
Détection forme d'onde Analyse spectraleIA/Machine Learning |
< 10ms (détection) 100ms (classification) |
Réenclenchement automatique 3 tentatives
max Délais :
0,3s-5s-30s |
50-200 MAD/réenclenchement Maintenance préventive |
Taux succès > 80% Réduction SAIDI -40% |
|
Dégradations |
Surveillance continue Analyse tendances Maintenance prédictive |
Détection précoce Alertes 1-6 mois avant |
Maintenance conditionnelle Remplacement programmé Optimisation stocks |
200-1000 MAD/diagnostic Économies : 20-40% vs correctif |
Réduction pannes -60% Optimisation OPEX -25% |
Algorithme
de localisation de défauts :
Distance_défaut
= (Z_mesurée - Z_source) / Z_ligne_unitaire
Précision
= ±2% pour lignes aériennes, ±5% pour câbles
Fiabilité_localisation
= N_localisations_correctes / N_défauts_total > 95%
Indicateurs
de performance globaux :
SAIDI
= Σ(Durée_interruption_i × Nb_clients_i) / Nb_clients_total
SAIFI
= Σ(Nb_interruptions_i × Nb_clients_i) / Nb_clients_total
CAIDI
= SAIDI / SAIFI = Durée_moyenne_interruption
Cette deuxième partie du cours détaille les aspects techniques des
réseaux intelligents selon les normes et pratiques marocaines, avec les
méthodes de calcul et ratios spécifiques utilisés par l'ONEE et les organismes
de régulation du secteur électrique marocain.