Evaluation expérimentale de l’ajustement

4.5.1. Contexte et scénario étudié

Cette partie a pour but de tester la capacité de l'algorithme de gestion sur le moyen terme réalisant l'ajustement des références de puissance des générateurs, en cas de différence entre les prévisions réalisées 24h à l'avance et les prévisions 30 min à l'avance. Le même environnement matériel est utilisé (fig. 4.5). Le scénario du paragraphe 4.4.4.4 est repris, mais

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l’intervalle de temps étudié est entre 07h et 08h. Ce qui nous intéresse est de voir si, en cas de déviations de la courbe de charge et de la production PV par rapport aux prévisions 24h à l’avance, le système de gestion moyen terme peut réagir et ajuster les références de puissance des générateurs de façon à ce que l’alimentation des charges reste non-interrompue.

Dans cette expérimentation, les prévisions, faites 24h à l’avance sont modifiées le matin : il a été prévu qu’à 7h30 la puissance cumulative des installations PV des générateurs actifs sera de 1500W (fig. 4.86) et que la charge va baisser de 19kW à 18kW entre 7h et 7h30 (fig. 4.87). Tout écart entre la prévision de la veille et celle réalisée une heure avant est pris en charge par le réglage primaire des générateurs. Concernant les écarts sur la production PV, les générateurs actifs sont à même de les corriger eux même afin de ne pas impacter le reste du parc de production du système électrique. Cependant, des écarts sur la demande (consommation) peuvent apparaitre simultanément, il est donc judicieux de prendre en considération l’écart net. Par exemple, les systèmes de gestion du générateur actif vont solliciter les batteries pour compenser un manque d’énergie PV (la charge n’ayant pas diminuée). Cependant, si l’état de charge des batteries est insuffisant, le MCEMS doit réaliser un ajustement de la référence de puissance d’une des micro-turbines à gaz. Cet ajustement est fait pour tout écart qui est prévu en avance (chapitre 3, paragraphe 3.6).

Fig. 4.86. Prévision J-1 pour la puissance Fig. 4.87. Prévision J-1pour la charge PV (PPV_24h) (PLOAD_24h)

Dans le scénario étudié pour exemple, le MCEMS a fait l’optimisation de la planification opérationnelle 24h à l’avance. Entre 07h et 08h les charges sont alimentées uniquement par la micro-turbine à gaz 1 (30kW) et par les générateurs actifs. Les références de puissance prévisionnelles (24h à l’avance) pour la micro-turbine à gaz 1 et pour l’ensemble des générateurs actifs sont présentées sur les fig. 4.88 et 4.89.

Cependant, une heure avant, les prévisions sont mises à jour. La matinée s’avère nuageuse et la puissance PV disponible réellement est nulle au lieu des 1500W prévus la veille (fig. 4.82). Selon l’algorithme d’ajustement (chapitre 4, paragraphe 4.8) intégré dans le MECMS peut laisser la référence de puissance des générateurs actifs sans modification, à condition qu’il y a suffisamment d’énergie stockée dans les batteries (Scenario 1 développé dans le paragraphe 4.5.2.1) ou modifier la référence de puissance d’une des micro-turbines à gaz (Scenario 2 développé dans le paragraphe 4.5.2.2).

07:000 07:15 07:30 08:00 500 1000 1500 Heure PPV 24h (W ) 07:00 07:15 07:30 08:00 08:29 18 18.2 18.4 18.6 18.8 19 Heure PLO A D 24 h

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Fig.4.88. Référence de puissance J-1 Fig.4.89. Référence de puissance J-1 pour la micro-turbine à gaz 1 (PRef_MGT_1) pour l’ensemble des générateurs actifs

4.5.2. Résultats obtenus par simulation en temps réel 4.5.2.1 Scénario 1. Etats de charge des batteries suffisant

Les conditions d’expérimentation restent identiques à celles de la figure 4.9 et visent à valider l’algorithme d’ajustement implantés dans le MCEMS du SCADA. Chaque générateur actif informe le MCEMS de l’état de charge des batteries (SOC) (fig. 4.9). Si l’état de charge des batteries est suffisant pour couvrir le manque de puissance PV, l’algorithme de gestion moyen-terme laisse les références de puissance des générateurs actifs sans modification. Pour compenser le manque de puissance PV, l’appel de puissance depuis les batteries est fait automatiquement par les algorithmes de pilotage local des générateurs actifs (chapitre 2.2.2). La puissance cumulative des générateurs actifs (PAG=PBat) est présentée sur la fig. 4.90.

Fig. 4.90. Puissance générée par les générateurs actifs (PAG=Pbat) 4.5.2.2 Scénario 2. Etat de charge des batteries insuffisant

Au cours de ce scénario, l’algorithme de gestion moyen-terme est obligé de modifier la référence de puissance d’une des micro-turbines à gaz. La référence de puissance PAG_ref planifiée était de 1,5kW, maintenant elle est nulle. Dans ce cas, la référence de puissance d’une des micro-turbines à gaz doit être augmentée de 1,5kW pour assurer l’alimentation des charges. Etant donné que la micro-turbine 1 est en marche durant la période en question et que la nouvelle référence de puissance est inférieure à sa puissance nominale, l’algorithme d’ajustement moyen-terme a choisi de modifier sa référence de puissance. La nouvelle

07:00 07:15 07:30 07:45 08:00 16.5 17 17.5 18 18.5 19 Heure PMG Tr ef 1 (k W ) 07:00 07:15 07:30 07:45 07:59 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 Heure PAG re f (k W ) 07:000 07:15 07:30 07:45 07:59 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Heure P bat = P AG (W )

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référence de puissance et la puissance, générée par la micro-turbine à gaz 1 sont montrées sur les fig. 4.91 et 4.92.

L’impact de cette modification sur l’optimisation réalisée la veille est maintenant évalué. Pour les 30 minutes de fonctionnement entre 7h30 et 8h00, la micro turbine à gaz 1 avec la référence de puissance PRef_MGT_ref_1_h-1=18 kW a consommé du carburant pour un prix

total de 1,51 € et les émissions de CO2 équivalent sont de 11,5 kg. Si il n’y avait pas

d’ajustements imprévus, la référence de puissance PMGT_1 serait égale à 16,5 kW, la micro turbine aurait consommé du gaz naturel pour un prix de 1,48 €, c'est-à-dire que le coût de cet ajustement est de 0,03€. Les émissions de CO2 équivalent seraient 12,1 kg si il n’y avait pas

eu d’ajustement. Les émissions de CO2 équivalent sont inférieures après l’ajustement (600 g

de CO2 équivalent ont été épargnés), parce que le point de fonctionnement après l’ajustement

est plus proche de l’optimum pour la micro-turbine 1 (fig. 4.15).

Fig. 4.91. Mise à jour de la référence Fig. 4.92. Puissance, générée par la

(PRef_MGT_ref_1_h-1) micro-turbine à gaz 1 (PMGT_1)