Présentation et analyse des résultats obtenus

V.2.3.1 Scénario de simulation

Le réseau de distribution utilisé dans cette étude est identique à celui utilisé dans l'étude

détaillée au paragraphe IV.3.1. La courbe de charge est également identique à celle utilisée

précédemment, mais ne va pas au delà des 9 600 secondes pour des raisons de rapidité de

simulation.

Deux parcs éoliens sont connectés au réseau et il n'y a pas d'autre GED connectée.

Concernant la localisation du point de connexion des parcs éoliens sur le réseau de

dis-tribution, la conguration retenue est une conguration médiane : les parcs éoliens sont

placés à mi-distance, entre l'extrémité des départs et le poste source.

La topologie et les caractéristiques détaillées du parc éolien sont données en annexe

B.1.1.

Les parcs éoliens sont constitués de plusieurs GED dont la puissance active produite

uctue avec les variations de vent. Ce sont donc des sources d'énergie variables. Cette

variabilité pose au GRD, des problèmes de maintien du point de fonctionnement supposé

optimal du parc éolien. Cette considération est discutée dans le paragraphe V.2.2.3. Pour

tenir compte de ce fait, il est nécessaire d'introduire une courbe de vent donnant en fonction

du temps de simulation la vitesse du vent disponible et donc la puissance active générée

par les éoliennes. Une évolution possible est illustrée sur la gure V.5. En première

approxi-mation, et pour simplier la mise en ÷uvre de ces données, la puissance active générée par

les éoliennes sera considérée comme étant proportionnelle à la vitesse du vent disponible

et maximale à l'instantt= 3 000 s.

L'exploitation des résultats de simulation obtenus est eectuée en trois temps. Dans un

premier temps, les résultats obtenus sans variation de vent sont présentés an de valider

le choix de l'algorithme d'OMD-PE. Dans un second temps la courbe de vent présentée

sur la gure V.5 est appliquée aux parcs éoliens de la simulation de manière à étudier le

comportement de l'OMD-PE entre deux consignes du réglage de tension centralisé,

c'est-à-dire provenant du GRD. L'objectif de l'exploitation des résultats est de valider l'OMD-PE

et de comparer les deux stratégies de calcul de la consigne en sortie des parcs : contrôle de

la tension ou contrôle de la puissance réactive.

Le nombre d'études de cas présentées ci-après est volontairement limité pour alléger

la lecture de ce chapitre. Seules les études les plus signicatives sont détaillées. Le lecteur

0 2000 4000 6000 8000 10000 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 Temps / s Vitesse / m.s −1

Figure V.5 Vitesse du vent en fonctions temps.

intéressé pourra se reporter à la lecture du rapport de Pierre Rault [42], dans lequel il

trouvera un complément détaillé aux présents résultats.

V.2.3.2 Résultats obtenus sans variation de vent

Cette première série de résultats est obtenue en considérant la vitesse du vent et donc,

la puissance produite par les parcs éoliens, comme constante. Les résultats obtenus étant

relativement similaires, que ce soit pour le premier ou le second parc, seuls les résultats du

premier parc sont donnés ici.

La première grandeur étudiée est l'injection de puissance réactive. Les résultats sont

présentés sur la gure V.6. Dans un premier temps, jusqu'à 6 600 s environ, la charge du

réseau demeure à peu près constante. Dans les deux cas de simulation comparés, réglage

de la puissance réactive en sortie du parc et réglage de la tension en sortie du parc4, la

puissance réactive eectivement produite suit bien la consigne calculée par l'OMD, et donc

envoyée par le GRD. Au-delà, à mesure que la charge du réseau augmente, les résultats

dièrent. Dans le cas de l'OMD-PE de type Q, la puissance réactive produite suit bien la

consigne. Ce résultat est conforme aux attentes. À l'inverse, dans le cas de l'OMD-PE de

type V, la puissance réactive s'écarte de la consigne. Globalement, l'écart est assez faible

et ne permet pas de justier le choix d'une méthode devant l'autre.

Cependant, à l'instant t= 8 400 s, un important écart par rapport à la consigne

appa-raît. En amplitude, par rapport à la moyenne de la courbe, la valeur opposée est observée

pour le second parc (c.f. gure B.2 en annexe). Cet écart, très signicatif, s'explique par la

non coordination des deux algorithmes OMD-PE contrôlant les deux parc éoliens connectés

au réseau. Il existe sans doute plusieurs solutions sous optimales aux calculs

d'optimisa-tion, qui donnent des résultats proches. Pour s'en convaincre, il sut d'additionner les

puissances réactives produites à cet instant par les deux parcs : le résultat obtenu est

proche des niveaux de puissance réactive calculés avant et après cet écart important par

rapport à la consigne.

La seconde grandeur étudiée est la tension en sortie du parc. Les résultats sont présentés

sur la gure V.7.

Quel que soit le type de réglage, sans variation de vent, la tension au PCC reste proche

4. Dans la suite de l'étude, l'OMD-PE avec réglage de la puissance réactive en sortie du parc sera

dénommé par commodité OMD-PE de type Q et l'OMD-PE avec réglage de la tension en sortie du parc,

OMD-PE de type V

0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 −0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Temps / s

Puissance réactive produite / MVar

Réalisé Consigne 0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 Temps / s

Puissance réactive produite / MVar

Réalisé Consigne

Figure V.6 Puissance réactive générée par un parc sans variation du vent : OMD-PE de type Q (à

gauche) et OMD-PE de type V (à droite).

0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 1.04 1.042 1.044 1.046 1.048 1.05 1.052 1.054 Temps / s Tension / p.u. Consigne Réalisé 0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 1.043 1.044 1.045 1.046 1.047 1.048 1.049 1.05 1.051 1.052 Temps / s Tension / p.u. Consigne Réalisé

Figure V.7 Tension au PCC d'un parc, sans variation du vent : OMD-PE de type Q (à gauche) et

OMD-PE de type V (à droite).

de la consigne. L'écart est un peu plus marqué dans le cas de l'OMD-PE de type Q, car

c'est la puissance réactive qui est pilotée et non la tension. Là encore, ce cas de gure ne

permet pas de trancher en faveur de l'un ou de l'autre des réglages. Tous les deux donnent

des résultats satisfaisants.

Cette première série de résultats illustre le fonctionnement des deux types de réglage

in-terne des parcs éoliens développés : réglage avec contrôle de la puissance réactive et réglage

avec contrôle de la tension. Sur ce cas simple, sans vent, c'est-à-dire avec une puissance

active constante, les résultats sont satisfaisants et ne révèlent pas de diérence signicative,

en termes de performances, entre les deux types de réglage. Des études complémentaires

sont toutefois nécessaires pour compléter ces résultats.

V.2.3.3 Résultats obtenus avec variations de vent

Dans cette étude, une variation de vent et donc, de puissance active, est appliquée

aux parcs éoliens. Les hypothèses de simulation restent identiques à celles utilisées lors

de l'étude précédente. L'objectif est ici d'étudier la réponse fournie par les deux types de

réglage interne des parcs éoliens lors d'une variation de puissance active survenant entre

deux optimisations de l'OMD du GRD.

Une première observation des résultats obtenus (gures V.8 et V.9) révèle que les

va-riations de vent lentes aectent peu le suivi de la consigne, quelque soit le réglage. Lors

de variations plus rapides, c'est-à-dire plus rapides que la période de calcul de l'OMD du

GRD, de légères variations peuvent être observées, notamment pour la puissance réactive.

Ces variations sont, comme attendu, plus importantes dans le cas du réglage OMD-PE de

type V. Pour la tension en sortie du parc, les variations observées sont de faible amplitude

(environ 0.01 p.u.). Elles ne sont pas signicatives et ne permettent pas de départager les

deux types de réglage.

0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 −0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Temps / s

Puissance réactive produite / MVAr

Réalisé Consigne 0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5 Temps / s

Puissance réactive produite / MVAr

Réalisé Consigne

Figure V.8 Puissance réactive générée par un parc avec variation du vent : OMD-PE de type Q (à

gauche) et OMD-PE de type V (à droite).

0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 1.04 1.042 1.044 1.046 1.048 1.05 1.052 1.054 Temps / s Tension / p.u. Consigne Réalisé 0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 1.043 1.044 1.045 1.046 1.047 1.048 1.049 1.05 1.051 1.052 Temps / s Tension / p.u. Consigne Réalisé

Figure V.9 Tension au PCC d'un parc, avec variation du vent : OMD-PE de type Q (à gauche) et

OMD-PE de type V (à droite).

Les variations de puissance réactive par rapport à la consigne calculée par l'OMD,

engendrent des pertes Joule sur le réseau diérentes de celles prévues par l'algorithme

du GRD. La gure V.10 illustre ce fait. Ces variations par rapport aux pertes optimales

théoriques sont quasiment identiques dans les deux cas.

Cette seconde étude montre donc que les deux réglages développés sont à même de

contrôler ecacement des parcs d'éoliens intégrés dans un système centralisé de contrôle

de la tension. Les variations de vent et donc, de puissance active, sont correctement gérées

par les deux algorithmes. Ici encore, il est dicile de départager les deux réglages au niveau

des performances.

0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 Temps / s Pertes Joule / MW Réalisé Prévu 0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800 5400 6000 6600 7200 7800 8400 9000 9600 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 Temps / s Pertes Joule / MW Réalisé Prévu

Figure V.10 Pertes Joule dans le réseau de distribution, avec variation du vent : OMD-PE de type

Q (à gauche) et OMD-PE de type V (à droite).

Dans le document Réglage de la tension dans les réseaux de distribution du futur (Page 147-151)