Résultats et discussions

L’application de la stratégie proportionnelle sur la prévision éolienne garantie en H-3 et en H-1 (prenant en compte les erreurs de prévision correspondantes à un risque donné) conduit à la monotone de la réserve éolienne (réalisée et programmée) au niveau de la ferme agrégée de la Figure 5-12. L’écart du volume de réserve entre le prévu en H-3 ou en H-1 et le disponible en H s’avère très significatif, du fait de la marge prise pour couvrir les erreurs de prévision. On peut lire dans la Figure 5-12(a) que pendant 40% du temps, un volume de réserve supérieur à 3% de Pinst est réellement disponible en H. A titre de comparaison, quand une marge permettant de couvrir 99% des erreurs de prévision est prise en compte (risque 1%), le volume de réserve programmée en H-1 (Figure 5-12(b)) n’est supérieur à 3% de Pinst que pendant 12% du temps. Ce même volume ne peut être garanti en H-3 que pendant 5% du temps (Figure 5-12(a)).

Page 147 (a) (b) 0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 % P in s t Fréquence cumulée

Monotone de la réserve garantie au pas 1/2h sur la ferme agrégée (stratégie proportionnelle)

Réserve programmée en H-3 (risque 1%) Réserve programmée en H-3 (risque 5%) Réserve disponible en H 0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 % P in s t Fréquence cumulée

Monotone de la réserve garantie au pas 1/2h sur la ferme agrégée (stratégie proportionnelle)

Réserve programmée en H-1 (risque 1%) Réserve programmée en H-1 (risque 5%) Réserve disponible en H

Figure 5-12. Monotone de la réserve éolienne (programmée et réalisée) avec la stratégie proportionnelle ((a) prévision H-3 ; (b) prévision H-1)

La même étude a été réalisée en appliquant la stratégie « bande constante » (Figure 5-13). Il apparaît que l’écart du volume de réserve entre le prévu en H-3/H-1 et le réalisé en H est encore plus important par rapport au cas avec la stratégie proportionnelle. En prenant un risque de 1%, la réserve éolienne ne peut être programmée en H-3 et en H-1 que dans respectivement 5% et 15% des cas, tandis qu’elle est disponible en temps réel pendant presque 70% du temps. En effet, l’application de la stratégie « bande constante » ne permet pas de faire jouer l’effet de foisonnement et une prévision de la production de chaque ferme individuelle serait nécessaire afin de déduire la réserve totale de la ferme agrégée. Ceci induit ainsi des erreurs de prévision plus grandes et donc une marge plus large pour couvrir ces erreurs. Il est donc important de noter que même si la stratégie « bande constante » est théoriquement aussi « efficace » que la stratégie proportionnelle lors du placement de réserve instantanée, en pratique, cette première ne profite pas de la réduction des erreurs de prévision due au foisonnement et ne peut ainsi garantir que très peu de réserve programmée avant le temps réel H.

0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 % P in s t Fréquence cumulée

Monotone de la réserve garantie au pas 1/2h sur la ferme agrégée (stratégie "bande constante")

Réserve programmée en H-3 (risque 1%) Réserve programmée en H-3 (risque 5%) Réserve disponible en H (a) (b) 0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 % P in s t Fréquence cumulée

Monotone de la réserve garantie au pas 1/2h sur la ferme agrégée (stratégie "bande constante")

Réserve programmée en H-1 (risque 1%) Réserve programmée en H-1 (risque 5%) Réserve disponible en H

Figure 5-13. Monotone de la réserve éolienne (programmée et réalisée) avec la stratégie « bande constante » ((a) prévision H-3 ; (b) prévision H-1)

CHAPITRE 5 :IMPACT DE LA VARIABILITE ET DE L’ERREUR DE PREVISION SUR LE POTENTIEL DU REGLAGE PRIMAIRE DES EOLIENNES

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Le Tableau 5-10 montre le volume de réserve moyenne programmé en H-3/H-1 et réalisé en H avec les deux stratégies du placement, calculé à l’aide de l’équation (5.3). Il peut être constaté que le potentiel de la réserve disponible en instantané est relativement important, tandis que peu de réserve éolienne pourra être garantie quelques heures avant, si la qualité de la prévision est insatisfaisante.

Réserve en H-3 (risque 1%) Réserve en H-3 (risque 5%) Réserve en H-1 (risque 1%) Réserve en H-1 (risque 5%) Réserve en H Rmoyenne (%Pinst) (stratégie proportionnelle) 0,5% 1,0% 1,0% 1,5% 2,7% Rmoyenne (%Pinst)

(stratégie "bande constante") 0,1% 0,7% 0,4% 1,1% 2,7%

Tableau 5-10. Volume de réserve moyenne (programmé et réalisé) sur la ferme agrégée

Les études sur l’impact de la prévision pourraient encore être affinées. En effet, les erreurs de prévision sont généralement moins importantes pendant les périodes ventées. Il semble donc intéressant de distinguer cette période à forte production de l’ensemble du temps de fonctionnement, car si une grande vitesse du vent est prévue, un intervalle de confiance plus réduit pourra être appliqué pour caractériser la réserve minimale garantie.

Malgré tout, les résultats présentés dans ce paragraphe et dans le paragraphe 5.2.3.3 laissent penser que la variabilité de la production éolienne a un impact de moindre importance sur la programmation de la réserve devant les marges destinées à couvrir l’erreur de prévision. La mise en œuvre de la participation des éoliennes au réglage primaire de fréquence s’appuie ainsi sur une bonne prédiction de la production. En plus de l’amélioration de la méthode de prévision, qui a fait l’objet de nombreux travaux de recherche [ELF08] [KUS09] [BLO11], d’autres pistes semblent également envisageables permettant de minimiser l’impact des erreurs de prévision, par exemple :

 Il serait possible de réduire le délai de préavis du placement de la réserve. En effet, plus la prévision de la production éolienne est précise, plus on est sûr du niveau effectif de la contribution des éoliennes au réglage de fréquence. Des délais courts pour le placement de la réserve permettent donc de mieux connaître le volume de réserve éolienne effectivement disponible. Par contre, ceci suppose que le dispatching soit sollicité au plus proche du temps réel. Il serait donc nécessaire d’étudier le délai de préavis le plus court possible et les moyens de communication à mettre en œuvre.

 On pourrait également prendre un risque plus fort sur la disponibilité de la réserve éolienne en prenant en compte un intervalle de confiance moins « fiable » (ou plus réduit) lors du placement de la réserve. Le degré de fiabilité « admissible » pourrait être défini en comparant avec le taux de défaillance actuel de la réserve primaire

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des groupes conventionnels. En d’autres termes, il suffirait que le placement de la réserve sur le parc éolien ne contribue pas à augmenter le risque pour le gestionnaire de réseaux d’être défaillant en réserve primaire au delà de ce qui peut être obtenu lors du placement de la réserve sur les moyens conventionnels.

 La solution qui semble la plus intéressante consiste à réaliser un couplage des éoliennes avec du stockage [CAS11]. Ce dernier pourrait être utilisé dans l’objectif de corriger les erreurs de prévision afin d’améliorer la fiabilité de la réserve éolienne. Selon certaines études dans la littérature, une dimension importante du stockage serait nécessaire pour fournir un tel service [KOE06] [KOE08]. Pour rentabiliser l’investissement, des services multiples devraient être demandés au stockage, tels que le lissage de la production éolienne, la constitution de la réserve primaire à faible vitesse du vent ou la contribution dynamique au réglage de fréquence [DEL10]. Le dimensionnement et la gestion opérationnelle du stockage selon les services potentiellement fournis et les technologies choisies devront être soigneusement étudiés afin d’évaluer la faisabilité et d’estimer les coûts d’investissement.