Exemple d’application les gestions optimales

{ (4-22)

3. Toutes les batteries sont soit ni pleines ni vides (la ligne verte sur la Fig. 4-27 comme par exemple SOC_temps(t) = [0,6 0,7]) soit inférieure à l’état de charge minimal, SOCmin (la ligne violet sur la Fig. 4-27 comme par exemple SOC_temps(t) = [0,28 0,27] ) avec ou sans soleil :

A cet instant, toutes les batteries sont dans un état de charge intermédiaire (

). L’objectif est de satisfaire les contraintes de chute de tension et le courant dans les branches, et de charger les batteries si c’est possible. Ainsi la fonction objectif est de minimiser la puissance injectée dans les nœuds. Et les panneaux PV vont générer des puissances maximales en considérant la fonction (4-14) avec les contraintes (4-16). Elles permettent de compenser la chute de tension et aussi de recharger la batterie. Les puissances fournies par le PV et par la batterie sont exprimées ci-dessous :

{

(

(4-23)

S’il n’y a pas le soleil ( ), la stratégie est de générer une puissance injectée totale minimale comme dans le cas précédant (le SOC entre le SOCmax et le SOCmin). Car cette puissance est fournie par les batteries. Dans notre étude, les batteries sont utilisées lorsque le soleil est faible ou nul. C’est pourquoi lorsque l’optimisation, l’objectif est de minimiser la puissance déchargée par les batteries et de maximiser la puissance chargée (toujours par les batteries). Avec les panneaux PVs, s’il y a le soleil, la puissance générée est toujours maximale.

4.3.5 Exemple d’application les gestions optimales

Après avoir étudié différentes stratégies pour les différents états de charge de la batterie, nous imposons ici le dimensionnement du système PV + batterie. La tension du bus continu est supposé constante 500V. Les paramètres du système sont rappelés dans le tableau suivant :

Paramètre Valeur Unité

Surface PV (SPV) 208 m²

Capacité de la batterie (Cbat) 60 kWh Calibre en courant du hacheur

(Ic_hach)

80 A

Calibre en courant de l’onduleur (Ic_ond)

100 A

4.3.5.1 Cas d’une injection dans un seul nœud

Nous avons choisi d’installer un système PV sur le nœud No5 qui est le plus loin du transformateur. En utilisant la stratégie présentée dans la partie 4.3.1.2, nous avons obtenu les résultats présentés sur la Fig. 4-28.

(a) Sans stratégie d’optimisation de l’énergie produite par le système PV + batterie

(b) Avec stratégie d’optimisation de l’énergie produite par le système PV + batterie

Bien évidemment, le rendement des panneaux PV est amélioré avec cette stratégie. En plus de maintenir la tension des nœuds du réseau, le système PV permet aussi d’alimenter une partie des charges locales sur le nœud où est installé le générateur hybride. En outre, il permet de diminuer les pertes dans les câbles, et de réduire la puissance fournie par le transformateur BT/HTA. Dans notre étude, le rôle de l’accumulateur est de compenser un manque de puissance dans les instants sans soleil, ou à faible ensoleillement, lorsque la consommation est élevée. Nous pouvons remarquer sur les Fig. 4-28 (a) et (b) avec un dimensionnement fixe, que la batterie est déchargée dans le cas sans soleil et les panneaux PV ne peuvent pas satisfaire la demande du réseau pour compenser la chute de tension dans des nœuds.

4.3.5.2 Cas d’une injection multi-nœuds

Dans le cas d’injection du système PV sur plusieurs nœuds, nous choisissons les nœuds 3 et 4. Nous avons obtenu des résultats suivants :

Fig. 4-29. Profil de production par les systèmes PV + batterie des nœuds dans les nœuds 3 et 4

La Fig. 4-29 montre ici la production du système PV + batterie dans le réseau. Sur la Fig. 4-29, le graphique numéro 1 représente la puissance injectée totale des systèmes PV/Stockage sur les nœuds 3 et 4. Le graphique No 2 représente la puissance produite totale par les panneaux PVs et par les batteries sur les nœuds 3 et 4. Les graphiques 3, 4, 5 et 6 montrent la puissance produite par le PV et la batterie à chaque heure pendant une semaine, et l’état de charge de la batterie dans des nœuds 3 et 4. On peut remarquer que le PV génère une puissance dans le réseau qui est presque maximale à tous les instants quand il y a du soleil. Le nœud 4 est plus loin que le nœud 3, la chute de tension sur le nœud 4 est donc plus importante que le nœud 3. Par conséquent, il est nécessaire d’injecter plus de puissance sur les nœuds 4 et 5. Il est plus efficace d’injecter directement dans les nœuds qui présentent la chute de tension la plus sévère.

Fig. 4-30. Profil de tension des nœuds dans ce réseau

Nous pouvons vérifier si la contrainte dans le plan de tension est satisfaite à partir de la Fig. 4-30. La tension des nœuds est toujours dans l’intervalle autorisée. De plus, les Fig. 4-31 et Fig. 4-32 montrent en détail la puissance produite par le système PV aux nœuds 3 et 4.

Fig. 4-32. Profil de production par le système PV + batterie du nœud 4 dans ce réseau

En comparaison du rôle de fournir de l’énergie du système PV dans le cas de l’injection multi-nœuds, le système PV/Stockage du nœud plus loin du transformateur est le plus productif que celui du nœud plus proche du transformateur. C’est une remarque importante pour la prochaine étape, afin de dimensionner des systèmes PV avec différentes configurations pour chaque système PV dans les nœuds.