Maximisation des taux de pénétration des énergies renouvelables sur réseaux isolés - Salon International des Energies Renouvelables, des Energies ...
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Maximisation des taux de pénétration des énergies renouvelables sur
réseaux isolés
Salon International des Energies Renouvelables, des
Energies Propres et du Développement Durable
octobre 2015 Oran
Centrales Applicatifs Solutions
Éolien
solaires solaires hybrides
Hybrid Wizard: une solution basée sur l’expérience terrain
25 ans d’experience dans les îles et réseaux isolés
1992: installation du premier système hybride régulé
5 continents - 35 pays
4 filiales de maintenance ou partenaires
Subsidiaries • RE plants
Le Réseau hybride
On parle de réseau hybride quand des énergies renouvelables à puissance non garantie (on
parle d'énergie fatale) sont intégrées sur un réseau alimenté par des groupes dont la puissance est
garantie (généralement des groupes diesels ou turbines à gaz).
On trouve donc systématiquement des :
Groupes à puissance garantie : Ils sont les premiers régulateurs du réseau, ils gardent la
tension et la fréquence constantes (dans une plage de tolérance). C'est le système de contrôle
des groupes qui remplit ce rôle en réglant la puissance active et réactive.
Centrales énergie renouvelable: Ce sont des producteurs dont la puissance n'est pas
garantie mais qu'il faut toutefois privilégier pour baisser le coût de l'énergie.
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Le Réseau hybride
Si la puissance renouvelable installée est faible par rapport à la charge minimale du réseau
(moins de 30% communément admis), un système de gestion n'est pas réellement nécessaire car
les variations de production ne mettront pas la stabilité du réseau en danger.
Par contre si on cherche à maximiser la puissance de renouvelable injectée et donc les
économies, un système de gestion est indispensable.
Celui-ci va régler la puissance des différentes sources sur le réseau afin de garantir qu'il restera
stable et sûr quelle que soit la variation de puissance des sources fatales.
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Le réseau hybride
1
3
4 3
2
1. Contrôleur hybride
2. A minima une mesure de paramètres réseau
3. Une liaison avec la/les centrale(s) ENR
4. Une liaison avec les groupes électrogènes.
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Fonctionnalités d’un contrôleur hybride
Protection des groupes diesels
Le contrôleur hybride s’assure que les groupes fonctionnent à une puissance supérieure à leur
Puissance Minimale de Bon Fonctionnement (PMBF).
Si la charge des groupes est faible et approche leur PMBF et qu’il n’est pas possible de
déconnecter des groupes, Le contrôleur hybride réduira la puissance des sources
renouvelables.
En cas d’alarme de retour de puissance, Le contrôleur hybride déconnecte immédiatement des
producteurs renouvelables avant que les protections des groupes ne provoquent un blackout.
Le contrôleur hybride informe les opérateurs de l’alarme via le Supervisory Control and Data
Acquisition (SCADA).
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Fonctionnalités d’un contrôleur hybride
Réserve tournante dynamique
Vérifier que les groupes ont suffisamment de puissance en réserve pour pouvoir assurer
correctement leur rôle de régulation et sécurité même en cas de perte brutale d’un autre
producteur.
Sur un réseau demandant 650 kW sont connectées : Sur un réseau demandant 650 kW sont connectées:
une centrale diesel avec un groupe de 1MW une centrale diesel de deux groupes de 500 kW
une centrale solaire produisant 240 kW une centrale solaire produisant 240 kW
Le groupe diesel produira donc 410 kW et aura une Si un seul groupe est connecté:
réserve tournante de 590 kW capable de reprendre il produira 410 kW ce qui assure l'alimentation du réseau
toute la charge si le solaire est déconnecté mais aura une réserve tournante de 90 kW seulement,
insuffisante pour reprendre la charge en cas de perte de
la centrale solaire.
Le contrôleur hybride demandera une réserve tournante
de 240 kW, le contrôleur diesel connectera alors deux
groupes diesels qui produiront 205 kW chacun et auront
une réserve tournante de 590 kW.
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Service réseau
Les centrales à énergie renouvelable non seulement ne doivent pas générer d’instabilité sur le
réseau mais aussi participer de façon active au maintien de celui-ci dans ses paramètres
nominaux
Gestion de la fréquence Le contrôleur hybride va faire baisser progressivement la puissance
des centrales solaires si la fréquence du réseau monte au dessus du seuil défini
Gestion de la tension Le contrôleur hybride va ajuster la consigne de puissance réactive en
fonction de la tension mesurée au point de référence (souvent le Point commun de couplage).
D’autres critères de qualité du réseau comme le flicker peuvent être intégrés dans la boucle de
régulation.
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Gestion des pannes
Gestion des pannes Le contrôleur hybride vérifie constamment que les communications entre les
différents acteurs du réseau sont actives.
En cas de perte de communication sur une centrale solaire, une consigne fonction de l’heure de
la journée est automatiquement appliquée pour que les groupes diesels puissent accepter la
production solaire.
Le système n’est donc plus en configuration optimale mais accepte toute ou partie de la production de
renouvelable en sécurisant le réseau.
10Interface Homme-Machine
Contrôle de la production électrogène Depuis
l’Interface Homme Machine (HMI) des groupes
électrogène, l’opérateur peut prendre la main sur la
gestion des groupes, la réserve tournante n’est donc
plus contrôlée par le contrôleur hybride, mais la gestion
les centrales renouvelables est ajustée en conséquence.
Contrôle de la production ENR Un mode manuel est
toujours possible sur l’HMI, l’opérateur peut choisir
d’entrer des consignes de puissance active et réactive.
Informations de production clé du système hybride
l’HMI affiche et archive les données de production, taux
de pénétration, économies de diesel...
11Études préalables
Évaluation de la ressource
Solaire
Données disponibles mondialement
Éolienne
Nécessité d’installer un mât de mesure
Installations diesel
Courbe de consommation
12Etudes
Simulation réseau, référence sans ENR
Consommation relevée sur une longue
durée ou estimations
13Etudes
Simulation réseau, avec ENR
Les variations d’ensoleillement sont
simulées
14Économies
Économies de carburant attendues de 254000 litres par an soit 20%
15Études électriques, raccordement
Relevé terrain des caractéristiques des composants
Diesels, génératrices, transformateur…
Études des flux de puissance, régime établi
Étude des transitoires
Études court circuit
Harmoniques, flicker, etc.
16Mauritania
Client SNIM
Commissioning Nov 2011
Technology Full system integration
by Vergnet
No storage
Installed Wind: 16 x 275kW GEV
Capacity MP-C
Diesel: 4 x 4000 kW
Peak load 10 000 kW
Penetration Average: 30 %
Instantaneous: 45 %
17Vanuatu
Client Unelco
Commissioning 2008
Technology Manual management,
no storage
Installed Wind: 11 x 275kW GEV
Capacity MP-C
Diesel: 4x1.25MW +
2x2.1MW + 4MW
+4X0.85MW
Coco Fuel: 4MW
Peak load 11MW
Penetration Average: 30 %
Instantaneous: 70 %
18Merci pour votre attention
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