Principe de fonctionnement

A partir des mesures du module des tensions du réseau et du courant du générateur, le programme teste des inégalités à coefficients variables afin de valider ou non le changement de phase. Les sensibilités des trois phases y- au point de connexion de l’installation sont des grandeurs nécessaires à l’algorithme calculant la phase optimale de raccordement. Comme présenté dans le paragraphe II.5, la sensibilité correspond à la variation de la tension par rapport à la puissance active injectée par le générateur. Cette sensibilité peut être considérée comme connue en utilisant la méthode d’estimation étudiée dans le paragraphe II.5.3, à savoir déterminer la sensibilité avec les données de compteurs intelligents ; ou inconnue, en l’estimant à l’aide d’un algorithme d’auto-apprentissage présenté ci-dessous. Dans ce cas-là, chaque commutation fait l’objet d’un calcul de sensibilité qui permet à l’algorithme d’auto-apprentissage d’affiner les coefficients des inéquations au fil du temps. La figure III.10 illustre le fonctionnement général de l’algorithme, en dissociant les deux parties : la commutation de phase et l’auto-apprentissage. Si la sensibilité des trois phases est considérée comme étant connue, uniquement la partie commutation de phase est implémentée. Les sensibilités sont considérées comme connues en supposant que le client installant la nouvelle GED possède un compteur intelligent avec un historique de consommation suffisamment important pour utiliser la méthode d’estimation de y- développée dans le paragraphe II.5.3.

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Figure III.10 :

Procédure générale de l’algorithme

III.3.2.1 Algorithme de commutation de phase

A l’état initial, la GED est connectée sur une phase quelconque. L’algorithme utilise comme données d’entrée les mesures locales de tension des trois phases du réseau et le courant produit par la GED. Ces quatre grandeurs permettent de tester les inégalités de validation de commutation. Un changement de phase est autorisé si les trois inégalités restent vraies pendant une durée minimale. Les trois inégalités à valider pour commuter de la phase vers la phase sont :

L+ y- L (% ½) ⁄ ∗ !œ•™ ∗ 0,95 ¿ ( . 4)

L ¿ À ( . 5)

!œ•™ > 10% !ÁÂà œ•™ ( . 6)

Avec : , , Ä : Les trois phases du réseau. : Le module de la tension phase .

y- L : La sensibilité de la phase à l’insertion de puissance active.

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!Å2Æ œ•™ : La puissance maximale produite par la GED.

- Pour que l’inégalité ( . 4) soit validée, la tension de la phase doit être supérieure de 5 % à la tension de la phase après commutation. La tension de la phase après commutation est estimée grâce au paramètre de sensibilité, connu ou calculé dans l’algorithme d’auto-apprentissage, et au courant produit par la GED. L’intérêt de la sensibilité y- L est de s’assurer que le déséquilibre de tension sera plus faible après la commutation en prenant en compte l’élévation de la tension qui va être engendrée par la connexion de la GED sur la nouvelle phase. La constante de 0,95 permet quant à elle d’ajouter une hystérésis de 5 % afin d’éviter des commutations répétitives.

- Pour que l’inégalité ( . 5) soit validée, la tension de la phase doit être inférieure à la tension de la phase Ä. Si elle n’est pas validée, cela signifie qu’il est plus intéressant d’envisager la connexion sur phase .

- Pour que l’inégalité ( . 6) soit validée, la puissance produite par la GED doit être supérieure à 10% de sa puissance nominale. Si la GED ne produit pas ou peu de puissance, un changement de phase aura un effet négligeable sur les grandeurs du réseau. Dans le cas d’un PV, l’inégalité

( . 6) permet d’empêcher les commutations par faible ensoleillement ou la nuit.

III.3.2.2 Algorithme d’auto-apprentissage

Dans le cas où la sensibilité est inconnue et calculée par l’algorithme d’auto-apprentissage, après chaque commutation, l’algorithme reçoit en données d’entrée la nouvelle phase de raccordement, la tension avant et après connexion de la GED sur cette nouvelle phase, ainsi que la puissance produite par la GED. La sensibilité est calculée grâce à l’équation ( . 7).

y^ ] a _é =^{V S n$ 5 k} (`? è ^ ) − S n$ 5 k (`É` _ ^ )

!œ•™ ( . 7)

Une sensibilité différente est calculée pour chacune des trois phases du réseau. L’objectif de l’algorithme d’auto-apprentissage est d’affiner la valeur de la sensibilité après chaque nouvelle commutation pour converger vers une valeur proche de la réalité. La sensibilité du réseau n’est pas un paramètre constant. Elle dépend notamment de l’évolution du réseau et de son point de fonctionnement. En effet, la déviation de la tension pour une puissance injectée donnée n’est pas toujours la même et dépend de la puissance qui circule dans les conducteurs. Dans le cas d’un réseau urbain, où les impédances de lignes sont faibles, la non-linéarité de la sensibilité face au niveau de charge du réseau est faible et négligeable (voir paragraphe II.5.2). Pour des réseaux ruraux, où les lignes sont longues et fortement impédantes, cette simplification n’est plus vraie, et les niveaux de puissance qui transitent dans les lignes ainsi que les niveaux de tension vont modifier la valeur de y_-. Dans le cas des réseaux ruraux, la sensibilité du réseau est alors liée au niveau de charge, donc indirectement à l’heure de la journée et à la période de l’année. En effet la consommation d’électricité est cyclique, à l’échelle de la journée, la semaine et les saisons. Les courbes de production des GED renouvelables, telles que les PV, sont également cycliques. Pour ces raisons, plusieurs coefficients de sensibilité vont être calculés pour chaque phase en fonction du temps.

Lors d’une nouvelle commutation, le coefficient de sensibilité est calculé à partir de (4) puis moyenné sur une fenêtre glissante avec les valeurs calculées postérieurement sur la même phase et le

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même créneau horaire avec la formule ( . 8). Le coefficient de sensibilité utilisé dans l’algorithme de commutation de phase est donc issu d’un tableau à 3 x 12 dimensions correspondant aux 3 phases et à 12 créneaux horaires de 2 heures.

‹ ^‡_y^ ] a _é _{-r2m , 5lé 2n rSl2 l r} = ^y-kÊ+ ∑ y_-k ’ k_Ê k_Ê„Æ_Ë—Ì) ]_y-+ 1 ^{( . 8)} Avec : y_-k

Ê: la nouvelle sensibilité calculée à l’instant _B.

y_-k

’: la sensibilité calculée à l’instant _ avec ⋲ Î_B− LSnl ; _BÏ .

LSnl: le nombre de jours choisis pour la moyenne glissante.

]_y- : le nombre de sensibilités calculées sur les derniers _LSnl pour la phase sur le créneau horaire ℎ.