Contrôle de la tension sur un réseau de distribution en présence de productions distribuées : contribution de la flexibilité des charges

Retour à la liste des thèses
Ajouté le: 27/05/2014
Directeur : PETIT Marc - marc.petit@supelec.fr
Titre : Contrôle de la tension sur un réseau de distribution en présence de productions distribuées : contribution de la flexibilité des charges
Thèmes : Conversion d’énergie et systèmes électromagnétiques
Laboratoires : E3S Supélec Sciences des Systèmes EA 4454
Description :

Contexte

Le raccordement de la production distribuée (éolien, photovoltaïque, cogénération, µ-hydraulique, …) se fait principalement sur le réseau électrique de distribution (moyenne tension HTA 20 kV pour des puissances comprises entre 250kW et 10 MW). L’accueil de ces productions est limité par des difficultés d’exploitation du réseau : (i) les systèmes de protection actuels ne sont plus adaptés ce qui peut induire des déclenchements intempestifs, voire des non-déclenchements de protection, (ii) le pilotage de la tension sur le réseau est plus complexe et la probabilité de sortir du gabarit normatif (± 5%) est accrue. Une solution possible est d’exploiter le potentiel de flexibilité de la consommation pour augmenter la capacité d’accueil des réseaux de distribution. La flexibilité des charges peut être une alternative moins coûteuse que des éléments de stockage.

Descriptif

Dans le cadre de cette thèse nous proposons de travailler à la contribution de la flexibilité des charges présentées sur le réseau de distribution en présence de génération distribuée. En effet, les charges flexibles n’ont pas l’obligation de rendre les services système aux réseaux de distribution. Les gestionnaires du réseau doivent rémunérer les propriétaires de charge pour les stimuler à contribuer leur flexibilité.
En cas d’insertion massive de production dispersée sur les départs HTA, les points d’injection vont relever la tension, ce qui risque de dégrader le réglage de tension en d’autres points du réseau. La gestion de la tension coordonnée consiste à maintenir les tensions HTA dans les limites réglementaires en utilisant plusieurs leviers : les régleurs en charge dans les postes source, les bancs de condensateur (au poste source ou installés en réseau) et les productions injectées. Les solutions étudiées actuellement (« Volt Var Control ») sont basées davantage sur le couplage entre tension et puissance réactive. Etant donné le couplage non-négligeable entre tension et puissance active sur les réseaux de distribution, la puissance active de la charge flexible peut impacter le plan de tension, voire de façon plus importante que la puissance réactive (car R>X pour une liaison souterraine).
L’étude de cette thèse s’articulera autour de deux axes prioritaires : (1) l’optimisation de la contribution des charges en tenant compte de leur degré de flexibilité, et (2) le mode de rémunération puisque la contribution d’une charge dépend de sa localisation sur le réseau. Le tout en considérant que ces charges sont gérées par un opérateur de flexibilité (agrégateur). La stratégie de rémunération de la flexibilité des charges a pour objectif de minimiser la dépense totale du gestionnaire et maximiser l’efficacité de la participation de charges en respectant la limite réglementaire de tension.

Les étapes du projet sont :
- Compréhension de la problématique, état de l’art et méthodes d’optimisation
- Modélisation et caractérisation de la flexibilité des charges
- Simulation, test et analyse de solutions
 

Pré-requis

génie électrique, réseaux d’énergie, optimisation
Compétences complémentaires utiles : marchés de l’électricité