Résumé
Le taux d'intégration de plus en plus élevé de la génération photovoltaïque résidentielle pose de nouveaux défis aux réseaux électriques de distribution (RED) dûs notamment aux échanges de puissance plus élevés et bidirectionnels entraînant des problématiques spécifiques, tels que la variation de la tension et de la fréquence au niveau des consommateurs, la saturation des transformateurs au niveau des postes de distribution, et la nécessité de revoir les plans de protection.
Ces RED sont vieillissants et n'ont pas été conçus pour accueillir une intégration massive de systèmes photovoltaïques et donc ne sont pas prêts pour répondre aux exigences de plus en plus sévères en termes de qualité et de disponibilité d'énergie électrique.
Parmi les nouvelles technologies investiguées pour relever ces défis, telles que le mesurage/comptage intelligent (smart-meter), la conversion statique d'énergie (avec l'électronique de puissance), ce projet vise l'intégration de techniques et de contrôles avancés au niveau des éléments clés du RED que sont:
- Les systèmes de stockage
- Le transformateur de distribution et l'étude de leur apport pour permettre une intégration massive du PV dans les RED et contribuer à l'objectif national de 30% de l'énergie consommée en 2030 produite par du renouvelable.
L'objectif du projet est l'amélioration de l'environnement de recherche et de formation pour le prototypage rapide de nouvelles technologies de l'énergie et le transfert de connaissances pour l'étude de l'intégration massive des toits solaires au niveau des RDE.
Cette amélioration se fera avec la mise en oeuvre d'une plateforme du type PHIL qui permettra de tester et valider les prototypes et contrôles visés au cours du projet et de mener des programmes de formation spécialisés.
Abstract
The main target of this project is research and training environment improvement to look for New Energy Technologies (NeTE) using an innovative platform for research and training according to the PHIL principle (Power Hardware-In-the-Loop).
Hence, two specific objectives are targeted for this work: the improvement of the research environment in terms of NeTE terms from one hand and of the training environment from the other hand.
The first expected result from this project is one Renewable Energy Storage System prototype which consists on the study, design and realization of a storage system, based on power electronics and advanced controls, that can connect and disconnect from an electrical distribution network integrating photovoltaic.
The second expected result is one Smart Transformer digital prototype which is focused on the study and modeling of a Smart Transformer based on power electronics and advanced controls in order to integrate it into a PHIL platform so that it participates in adjusting the voltage and frequency of the electrical distribution network.
The third result will be a PHIL Platform which will be called Pv-NeTE. It will combine digital models with hardware components in order to validate the investigation of the contribution of NeTE in a RDE according to different scenarios of integration rate of solar roofs and for the training of engineering students, young researchers and professionals to these new technologies and studying methods.
The last result is strengthening research and innovation capacities and the capacity and quality of training in terms of new energy technologies (NeTE).
The project deployment will be in three phases
- Analysis of the problem of massive photovoltaic systems integration in a RDE and the contributions of the two systems concerned, ERSS and STr. Bibliographic study, design and numerical simulation
- Prototyping, technological development and functional tests
- prototypes performance analysis and the contribution of their integration in a RDE- Strengthening research, innovation and training capacities in terms of new energy technologies (NeTE) and also results dissemination will be conducted continuously during the project.