Energy management in a tidal farm. Application to the Alderney Race (Raz Blanchard)

par Ottavio Lo Brutto

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Hamid Gualous et de Sylvain Guillou.

Le président du jury était Seddik Bacha.

Le jury était composé de Hamid Gualous, Sylvain Guillou, Seddik Bacha, Christophe Corre, Melika Hinaje, Brayima Dakyo, Daniel Hissel, Mohamed Machmoum.

Les rapporteurs étaient Christophe Corre, Melika Hinaje.


  • Résumé

    L’intérêt porté aux Energies Marines Renouvelables (EMR) est accru car elles sont vues comme une solution possible pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Parmi les différents types d’EMR, l'énergie cinétique des courants de marée présente un intérêt particulier. La France possède le deuxième potentiel de production d’énergie électrique à partir des courants de marée en Europe. Le site du Raz Blanchard capitalise environ 50% de cette ressource nationale. Deux des plus grandes problématiques du développement commercial des fermes d’hydroliennes sont l’optimisation du positionnement des turbines pour maximiser le productible et la gestion de l’énergie pour optimiser la production. Ces deux aspects dépendent de l’effet de sillage et de la commande de la chaîne électrique de conversion. Les objectifs de cette thèse sont le développement d’un outil d’optimisation pour maximiser le productible d’un parc d’hydroliennes et d’amélioration la commande de la chaîne électrique. Dans cette optique, un modèle analytique de sillage des turbines dans une ferme d’hydroliennes est développé et validé. Puis, plusieurs d’algorithmes d’optimisations sont mis en place et comparés pour résoudre le problème du positionnement des turbines dans un parc. L’outil d’optimisation est appliqué au Raz Blanchard. Enfin, tous les composants de la chaîne de conversion électrique sont modélisés et différentes stratégies pour la maximisation de la production électrique sont explorées. Un modèle de la chaîne électrique et de la commande est implémenté pour analyser le comportement dynamique d’un parc d’hydroliennes sujet aux changements en vitesse des marées dans le Raz Blanchard et à des perturbations dans le réseau.

  • Titre traduit

    Gestion de l’énergie dans un parc d’hydroliennes, application au Raz Blanchard


  • Résumé

    Interest in Marine Renewable Energies (MREs) is growing worldwide because they are seen as a potential solution to reduce the emission of greenhouse gases. Among the different types of MRE tidal current energies are the most attractive. France has the second European production potential of electrical energy from tidal currents. The Alderney Race (Raz Blanchard in French) capitalizes about half of the national resource. Two of the main issues for the commercial development of tidal farms is the optimization of the turbines layout for maximizing the producible energy and the energy management for optimizing the energy production. These aspects depend on the wake effect and on the control of the electrical conversion chain. The objectives of this dissertation are the development of an optimization tool to maximize the producible energy of a tidal farm and the improvement of the control of the electrical chain. To this scope, an analytical model of the wake effect in a park is developed and validated. Moreover, different types of optimization algorithms are compared to solve the tidal farm layout optimization problem. The optimization tool is presented and tested in one site in the Alderney Race. Finally, all the components of the electrical conversion chain are modelled and different strategies to maximize the electrical production of the tidal farm are compared. A complete electrical model including all the components and the control are implemented to test the dynamic behavior of a hypothetical tidal farm subject to the changes in tidal speed in a site in the Alderney Race and to grid disturbances.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (167 f.)
  • Annexes : Bibliogr. 151 ref. Index

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2016-37
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2016-37bis
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