Thèse

Evaluation de la Performance des Réglages de Fréquence des Eoliennes à l’Echelle du Système Electrique : Application à un Cas Insulaire

Ye WANG EFESE (Economie, Fonctionnement et Etudes des Systèmes Electriques), Optimisation
20/11/2012
Ecole doctorale / Graduate school : Ecole Doctorale Sciences Pour l’Ingénieur – 072

Département R&D ou laboratoire commun / R&D Department or joint laboratory : EFESE

Laboratoire externe ayant dirigé ou co-dirigé la thèse / Outside laboratory that directed or co-directed the thesis : Laboratoire d’Electrotechnique et Electronique de Puissance - L2EP – EA2697 – Ecole Centrale de Lille

Mots-clés / Keywords : Production éolienne, Réglage de fréquence, Réseaux insulaires, Sûreté du système électrique, Réglage primaire de fréquence, Inertie synthétique, Variabilité éolienne, Incertitude de la prévision, Réseaux électriques

Résumé :

L’intégration croissante de la production éolienne ne participant pas au réglage de fréquence induit de nouvelles difficultés de gestion des systèmes électriques. Ces problèmes sont d’autant plus significatifs que le réseau est faible. La présente thèse vise à évaluer la performance et la fiabilité du réglage de fréquence des éoliennes à l’échelle du système électrique. Les études sont appliquées sur un réseau insulaire.

D'abord, l’impact d’un fort taux de pénétration de la production éolienne sur l’allocation de la réserve primaire et sur le comportement dynamique du réseau est caractérisé. Il est montré que la participation des éoliennes au réglage de fréquence est techniquement indispensable pour le maintien de la sûreté du système électrique à partir d’un certain taux de pénétration.

Deux solutions permettant aux éoliennes de contribuer au réglage de fréquence sont ensuite étudiées par simulations dynamiques. La performance d’une inertie émulée est caractérisée en considérant l’impact du point de fonctionnement initial des éoliennes et des paramètres du contrôleur.

La contribution de la réserve éolienne à l’amélioration de la performance dynamique du système est également identifiée. Afin d’évaluer le potentiel et la fiabilité de la réserve éolienne, la dernière partie de ce travail est consacrée aux études statistiques prenant en compte la variabilité et l'incertitude de la prévision de la production. Deux stratégies du placement de réserve sont proposées et comparées.

L’impact des erreurs de prévision sur le potentiel de réserve éolienne est également mis en évidence. Enfin l’énergie réglante d’une ferme et la plage de réglage du statisme éolien sont caractérisées.