エネルギーの移行と経済の脱炭素化により、電気ネットワークに対する前例のない制約が発生します。不確実性の計画は、気象条件（太陽光、風など）に敏感な再生可能エネルギーのばらつきだけでなく、消費場所が時間とともに変化する電気自動車のパワーの上昇により増加します。あなたが私たちに手段を与えれば、それを取り上げることが可能であるという課題。
「電気妖精」と呼ばれます。実際、電気ネットワークは、これまでに人間によって設計された最も象徴的なインフラストラクチャの1つです。彼らはまた、最も複雑なものの1つです。当社の人間企業の電化に不可欠な彼らは、輸送、水資源管理を含む情報技術など、他の重要なインフラストラクチャにとって重要になっています。
これらのネットワークも非常に広範囲です。それらの規模はヨーロッパのネットワークであり、さらにはそれを超えています。したがって、それらは、複雑な相互依存性のプレイと電気システムの非線形挙動により、緊張の原因となる可能性があります。これは、2025年4月末にスペインで見たように、数回停電を引き起こす可能性があります。
現在、経済のエネルギー移行と脱炭素化の必須事項があります。 2050年に炭素中立性を達成するために、私たちは主に、エネルギーの使用と源（再生可能）のさらに電化に焦点を当てることです。
これでは、電気ネットワークは炭素中性の本当の「背骨」です。すでに基地で複雑な彼らは、脱炭素化の文脈で新しい課題に直面しており、複雑さの追加の床を追加しています。しかし、トラックが存在します。
電気ネットワーク、複雑なシステム…
電気システムの複雑さの主な要因は、電力貯蔵能力が限られているコンテキストで、生産（供給）と消費（需要）のバランスをとる必要性です。多くの電力貯蔵技術が存在し、開発されています。しかし、今日、最も広範な手段として、電気ネットワークは特定の水力発電インフラストラクチャでタービングをポンピングすることにより保管されています
このバランスは、電気ネットワークを介して行われます。後者は、さまざまな生産手段とさまざまな使用形式の使用と消費の間に豊富さのおかげで、各ユーザーがあらゆる場所で最も利用可能で経済的なエネルギー源にアクセスできるようにします。これにより、彼は、最も低いコストの恩恵を受けるために、最も遠い異なるエネルギー源間の競争の可能性から利益を得ることができます。
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これにより、電気システムで発生する可能性のあるさまざまな障害に対処しやすくなります。実際、生産ユニットが失敗した場合、ネットワークの相互接続された共有特性により、他の人が簡単に引き継ぐことができます。したがって、電気ネットワークは、許可する大規模なプーリングを通じて、すべてのユーザーにとって経済とセキュリティの源です。
…脱炭素化の挑戦によってさえ、より複雑になりました
カーボンニュートラリティに到達するには、電力の生産能力を高めながら、使用の電化（たとえば、電気自動車への熱車の通過）を継続して加速する必要があります。
兆候として、人類は0から0から行くのに約150年かかりました ほぼ25％ 消費の電気から最終エネルギー。
19世紀の終わりの展示は、電気エネルギーを宣伝しています。
ただし、カーボンニュートラリティの目的を達成するには、この最終エネルギーの消費における電力の割合は約25％から60％になり、これは25年未満であることが必要です。つまり、課題の程度です。それは私たちを待っている本当の2番目の電気革命であり、最初は人類に光をもたらしたものです – 有名人」 電気妖精 – 19世紀の終わり。
また、電気システムへの再生可能エネルギー（ENR）の影響、特に気象条件への依存とそれらの大部分の分散化され分散された性質による特定の生産の変動性を考慮する必要があります。
電気自動車の急速な発展も課題です。たとえば、消費場所（充電サイトによって異なります）は、時間の経過とともに一定ではありません。最後に、ENRの強力な開発の文脈で、相互に接続されたヨーロッパネットワークの複雑さの高まりは、追加の問題を構成します。
登録の大部分と充電式電気自動車も流通ネットワークに接続されていることに注意する必要があります。ただし、後者は、エネルギー源を接続したり、荷物を「移動」するように設計されていません。不確実性のレベルは絶えず増加しているため、これらのネットワークの管理がさらに複雑になります。
電気ネットワークは、この革命の中心にあり、科学的、技術的、経済的、社会学的、規制上の課題をかなりもたらします。
物理的現実：リアルタイムでの生産と消費のバランス
電気ネットワークは、消費（需要）がいつでも生産（供給）に等しくなければならないことをユニークです。相互接続された生産発電所は、同じ電気周波数で生産され、損失のペナルティの下で生産されます 同期。この現象を理解するのに適した類似性は、タンデム自転車の類似性です。目的の速度で運転するためには、2人のサイクリストが同じ速度でペダルを塗らなければなりません。
したがって、このバランスを確保するための規制メカニズムは、特に周波数と電圧において、ネットワークの安定性に不可欠です。 3つのレベルの設定が行われます。プライマリ設定は、二次調整の不均衡を迅速に補償することを目的としています。これは、プライマリ設定のために局所的に持続し、参照値（例えば50 Hz）に戻る可能性のある違いを修正することを目的としています。自動であるプライマリおよびセカンダリ設定とは異なり、三次設定はネットワークマネージャーによって手動で実装されます。
これらの規制メカニズムの難しさは、主に必要な応答時間によるものです。数桁の観点から考慮されるダイナミクスは、10秒から10分の範囲です。したがって、不均衡に対応するために利用できる時間は非常に低いです。最近ニュースを作ったスペインの停電の間、彼は演奏しただけでした 19秒 最初の生産損失とブラックアウトの間！
電気システムの複雑な増加は、障害に対処するために利用可能な反応時間をさらに短縮する傾向があります。実際、脱炭素化は、電気ネットワークの動的管理にいくつかの追加の困難を追加します。
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非制御可能な生産システム（たとえば、風力タービン、ソーラーなど）の管理が必要であり、多くの場合、領土に大部分が分散されます。したがって、現地レベルでは、特定の時間に利用できる電力生産を正確に予測することがより困難です。
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同様に、ますます多くの「ホームレス」料金（電気自動車など）と消費が時間の経過とともにプロファイルを変えるため、従来の消費予測モデルを複雑にします。
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に基づいて、ますます多くのEnrがインターフェイスを介して電気ネットワークに接続されていますパワーエレクトロニクス従来の電気機械システムよりも瞬間的な不均衡が発生した場合、より少ない「慣性」を導入します（たとえば、油圧タービンや熱発電所を介してネットワークに直接接続されているオルタネーターに基づいています）。その結果、それらの接続は、従来のオルタネーターの場合よりもはるかに速い反応時間を課します。
これらの不確実性要因はすべて、新しい長期インフラストラクチャを計画するための課題です。
将来の課題
この複雑さを考えると、ユニークな解決策はありません。救いは、マルチスケールのソリューションの巧妙なカクテルから来ており、知性を高めて互いに調整されています。
これを通過できます：
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のデバイスの コントロール ネットワークコンポーネントまたは管理および調整システムの観点から、高度なステアリング、
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スマート保護デバイスとシステム、
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ローカル（流通）およびグローバル（輸送、ストレージ）でのソリューションのさらなる調整、
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あらゆるレベルでの柔軟性ソリューションの一般化と拡張（消費、従来の生産、登録生産）。
この課題は、特にストレージの高価な特徴によるものです。エネルギーを保存するには、最初に保存するためにそれを購入してから、必要なときに停止する必要があります。これらの2つの操作（ストレージ、その後デスクトック）はエネルギーにつながり、したがって財政的損失につながります。これには、高い投資コスト（たとえば、バッテリーを取得するため）とネットワークアクセスコストを追加する必要があります。経済的な貯蔵モデルを複雑にする非常に多くのパラメーター。
数学的な観点から、電気ネットワークには非線形動作があります。この特異性には、遊びの複合施設をより適切にモデル化するために、R＆Dの取り組みが増加する必要があります。これにより、制御、パイロット、意思決定、リスク制御、または確率的計画に適したソリューションを提供することができます（つまり、不確実性を考慮します）。これに関連して、ネットワークデータの利用のためのデジタルおよび人工知能の貢献はますます重要であり、反応時間を改善し、不確実性をより適切に管理することが可能です。
これらの問題は、脱炭素化を超えて、電化の必要性の増加につながるため、さらに重要です。電気ネットワークも新しい脅威に直面しています。特に、サイバー攻撃のリスクの増加だけでなく、気候変動による回復力の要件もあります。ネットワークの弾力性は本質的に弾力的であり、明日の電気システムの主要な課題の1つになるでしょう。
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