solutions smart grid innovantes pour l’intégration massive de la production photovoltaïque au réseau public de distribution en zone rurale

innovative smart grid solutions for the massive integration of photovoltaic generation into the public distribution grid in rural areas

• Auteur / Autrice : Mahana Bernier
• Direction : Nouredine Hadj-Said, Marie-Cécile Alvarez-Hérault, Florent Cadoux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Genie electrique
• Date : Soutenance le 03/07/2019
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble, Isère, France ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Christian Cristofari
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Cécile Alvarez-Hérault, Florent Cadoux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Petit, Corinne Alonso
• DOI : 10.70675/b4ed117fzb937z4b88z8352z1f16a7cea765

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux électriques intelligents

Systèmes photovoltaïques

Basse tension

Électricité -- Distribution

Mots clés libres

Smart grid

Réseau de distribution

Procédure de raccordement

Production PV BT

Smart grid

Distribution network

Interconnection study

LV PV production

Résumé

Les réseaux électriques de distribution évoluent et doivent faire face à de nouvelles problématiques, dont l’insertion massive d’énergie décentralisée et la modification des usages de consommation. Ces changements de paradigmes provoquent de nouvelles contraintes, qui impactent le dimensionnement et l’exploitation des réseaux électriques, ainsi que les études de planification ou de raccordement associées. Nous progressons alors vers des réseaux plus instrumentés et intelligents : les Smart Grids. Dans le projet SMAP en particulier, nous comparons des solutions pour améliorer l’insertion massive de production photovoltaïque dans les réseaux de distribution basse tension ruraux.Dans ce contexte, nous développons des modèles et des algorithmes permettant d’intégrer les différentes incertitudes sur les 35 prochaines années dans les méthodes de planification des réseaux de distribution. Quatre solutions alternatives aux solutions classiques de renforcement sont également modélisées : deux types de contrôle local des onduleurs PV, un bridage des onduleurs PV et un transformateur HTA/BT équipé d’un régleur en charge. Différents indicateurs sont définis afin d’évaluer la performance des solutions en termes de coûts et d’efficacité. Les développements effectués sont validés sur deux périmètres géographiques ce qui permet de tracer des premières conclusions qui devront être validées sur d’autres périmètres. Un des résultats intéressants de la thèse est notamment le gain important des solutions de type contrôle local de la tension par rapport à l’utilisation d’un régleur en charge. Les nombreux algorithmes ont été développés sous PowerFactory afin de pouvoir être directement réutilisés et complétés par Enedis.

Distribution grids are evolving and facing new challenges, including the massive insertion of distributed energy resources and the modification of consumer uses. These paradigm shifts are creating new constraints that affect the design and operation of electricity grids, as well as the planning and interconnection studies. We are now moving towards more instrumented and intelligent networks called Smart Grids. In the SMAP project in particular, we compare solutions to improve the massive insertion of photovoltaic production in rural low voltage distribution networks.In this context, we develop models and algorithms to integrate different uncertainties over the next 35 years into distribution network planning methods. Four alternative solutions compared to conventional reinforcement solutions are also modeled: two types of local control of PV inverters, the active power limitation of the PV inverters and an MV/LV transformer equipped with an on load tap changer. We define different indicators in order to evaluate the performance of the solutions in terms of costs and efficiency. The developments carried out are validated on two geographical perimeters, which makes it possible to draw first conclusions that will have to be validated on other perimeters. One of the important results of the thesis is in particular the significant gain of the solutions based on local voltage control of the inverter compared to the use of an on load tap changer. The many algorithms have been developed with PowerFactory so that they can be reused and completed by Enedis.