Modelling, Design and Dispatch of Smart Power Systems (SEM / M1-SGB / DE-SG) - 4EU3MDD7

Objectif(s)

Cette UE permettra aux étudiants de se familiariser avec les différents composants présents dans un réseau électrique, que ce soit les éléments constitutifs du réseau ou les nouvelles sources d’énergie distribuée ou les dispositifs actifs de puissance permettant d’apporter des solutions de pilotage et de protection des réseaux électriques.
Les savoirs et savoirs-faire acquis à travers cette UE sont résumés dans la rubrique Contenu.

Contenu(s)

Cette UE est divisée en trois parties :

• Modélisation et gestion de réseaux électriques (N. Hadjsaid, R. Caire, 10h CM, 12h BE, 4 h de travail personnel)
  Ce cours, ainsi que les BE associés propose de faire comprendre aux futurs ingénieurs en quoi les contraintes électrotechniques du réseau (loi de Kirchhoff) peuvent contraindre les transactions bilatérales ou les bourses de l'énergie en terme de MWh échangés entre producteurs et clients. Il aborde, entre autres, les aspects suivants.
  o Introduction et rappels sur les systèmes électriques
  o Rôle des réseaux électriques
  o Flux de puissance, lois de Kirchhoff
  o Modélisation des réseaux pour les calculs de répartition des flux de puissance
  o Utilisation des « per-unit » pour normaliser le problème
  o Dispatching économique
  o Introduction aux outils automatiques de dispatching économiques (Optimal Power Flow) sur des variables continues, application de fmincon pour la minimisation des pertes dans un réseau de transport
  Les aspects théoriques du cours seront appliqués dans le cadre de BE pour minimiser les pertes dans un réseau et régler les problèmes de congestion de lignes.
  
• Dimensionnement et pilotage de sources de production décentralisée (D. Riu, 10h CTD, 8h BE, 10h de travail personnel)
  o Enjeux scientifiques liés à l’interfaçage des sources de production décentralisées aux réseaux électriques (de distribution, de transport)
  o Dimensionnement et interfaçage de sources de production photovoltaïques : ressources photovoltaïques, modélisation de panneaux solaires photovoltaïques, topologie du réseau de panneaux solaires, choix et dimensionnement des convertisseurs d’électronique de puissance spécifiques, architectures de contrôle-commande (MPPT, pilotage pour raccordement au réseau.
  o Dimensionnement et interfaçage de piles à combustible : modélisation par schéma électrique équivalent d’une pile à combustible, choix, dimensionnement et règles de pilotage des convertisseurs d’électronique de puissance spécifiques,
  o Dimensionnement et pilotage de sources de production éoliennes : ressources, modélisation du productible, choix des générateurs électriques et premières notions de pilotage. Ces premières notions seront approfondies dans le module « Conversion d’énergie » au S4.
  o Modélisation dynamique de convertisseurs d’interfaçage au réseau électrique pour les services systèmes : principe de la modélisation vectorielle de systèmes triphasés (référentiel de Park), modélisation d’un onduleur dans le référentiel de Park, architectures de contrôle-commande pour le contrôle des puissances délivrées au réseau.
  Ces notions sont illustrées dans le cadre d’un mini-projet et d’un BE dédié au dimensionnement d’une source de production photovoltaïque pour une application donnée.

Module Energie Electrique du TC
Module Commande et Protections de systèmes du TC