Supervision d’un ensemble hybride éolien/hydraulique associé à un dispositif de stockage à court et à moyen terme

Structure global du système

La centrale multi sources étudiée est constituée d’une éolienne de 600 kW non contrôlable, d’une micro centrale hydraulique à vitesse variable et de deux dispositifs de stockage sans à priori technologique. Le schéma de la structure de la centrale hybride est présenté dans la figure 6.1. 228 Micro – centrale hydroélectrique Réseau puissant Jeu de barre MLI1 MLI2 Stockage à MLI court terme Éolienne Stockage à MLI moyen terme W mt kJ s dch mt s ch mt kW dch mt P kW ch mt P 3 max 15000 10 5 5 300 max 300 max = × − = − = − −= − = − τ τ Système de stockage moyen terme Figure 6.1 : Système étudié Le tableau 6.3 présente les paramètres du système de stockage moyen terme. Les paramètres du système de stockage court terme ont été définis au tableau 5.1a. Tableau 6.3 Paramètres du système de stockage moyen terme 229 ∆P ref Phyb− Phyd −ref − + Pstor2−ref Phyb Phyd Pstor1 Pw Lev1−stor Micro – centrale Stockage hydraulique Réseau Éolienne Supervision Moyen-terme Puissance Pw− prev Phyd − prev Stockage Pstor1−ref Lev2−stor Pstor2 + + + Supervision Court-terme Σ Contrôleur ∆Psup court terme moyen terme VI.3. Méthodologie pour la construction du superviseur VI.3.1. Détermination du cahier des charges du système Le tableau 6.1 présente le cahier des charges du superviseur étudié. VI.3.2. Structure du superviseur étudié La structure de supervision avec prévisions des sources primaires est présentée par la figure 6.2. La puissance hybride est déduite suivant la prévision de la vitesse du vent et du débit de l’eau. Ainsi pour compenser les erreurs de prévisions, un dispositif de stockage à moyen terme est ajouté. Le choix du dimensionnement du dispositif de stockage permettra de réduire à une quantité infime l’erreur d’écart entre l’énergie hybride prévisionnel et l’énergie hybride réellement produite. Le contrôleur situé au niveau de la supervision moyen terme permettra d’éviter la saturation en énergie de l’unité de stockage à moyen terme et d’extraire le maximum de puissance de la centrale hybride. La figure 6.2 présente la structure du superviseur étudié. Figure 6.2 Structure du superviseur étudié 230 Notations : Pw− prev : Puissance moyenne de l’éolienne pendant 75 secondes Phyd − prev : Puissance moyenne de l’hydraulique pendant 75 secondes ∆P : Écart entre la puissance de référence hybride et la puissance hybride produite ∆Psup : Puissance supplémentaire permettant à l’unité de stockage à moyen terme de saturer Lev1−stor : Niveau de stockage à court terme Lev2−stor : Niveau de stockage à moyen terme L’équation (6.1) donne la puissance de référence hybride. sup P w prev P hyd prev P hyb ref P + ∆ − + − = − (6.1) La stratégie de commande de contrôleur de dispositif de stockage à moyen terme est la suivante : Si Lev2−stor est compris entre 0 et 0,2 p.u. alors ∆Psup −= 20kW Si Lev2−stor est compris entre 0,2 et 0,8 p.u. alors ∆Psup = 0kW Si Lev2−stor est compris entre 0,8 et 1 p.u. alors ∆Psup = +20kW VI.4. Résultat des simulations Le réseau simulé est celui présenté à la figure 6.1 et les conditions des simulations sont présentées par le tableau 6.2. Afin de réduire le temps de simulation, la durée de simulation est de 300 secondes. Ainsi nous avons choisi de faire des prévisions par pas de 75 secondes. En supposant que 300 secondes de simulation correspondent à 1h, alors, 75 secondes de prévision correspondent à 15 minutes de prévision, ceci représente des prévisions tout à fait réalistes. Les courbes présentées de la figure 6.3a à la figure 6.3f correspondent aux résultats de simulation. 231 0 50 100 150 200 250 300 850 900 950 1000 1050 Temps [sec] Débit [litre/s] 0 50 100 150 200 250 300 -200 0 200 400 600 Temps [sec] Puissances [kW] Phyd Pw Pstor-court Pstor-long Figure 6.3a. Puissance éolienne, puissance hydrauliques, puissance de deux dispositifs de stockage Figure 6.3b. Débit de l’eau 232 0 50 100 150 200 250 300 0 20 40 60 80 100 Temps [sec] Taux d utilisation de l hydraulique [%] Taux réel Taux 100% 0 50 100 150 200 250 300 200 300 400 500 600 700 800 900 Temps [sec] Puissance multisources [kW] Phyb sans contrôle Phyb avec contrôle Figure 6.3c. Taux d’utilisation de la source hydraulique Figure 6.3d. Puissance hybride sans contrôle, puissance hybride avec contrôle