Participation aux services système de fermes d'éoliennes à vitesse variable intégrant du stockage inertiel d'énergie PDF Download
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Book Description
Dans ce travail, une solution pour que des systèmes de génération, à base d'éolienne associée à du stockage inertiel d'énergie, puissent participer aux réglages du réseau est présentée. II comporte trois parties. La première partie traite des générateurs éoliens et des réseaux électriques. Elle est divisée en trois chapitres. Le chapitre 1 présente un état de l'art des générateurs éoliens les plus couramment connectés au réseau électrique français. Le chapitre 2 présente le système électrique français et son exploitation. Le chapitre 3 résume les problèmes d'intégration de l'éolien dans les réseaux. La seconde partie présente le système de génération proposé pouvant participer au réglage de la tension, contribuer au réglage de la fréquence et fonctionner en îlotage. Sa modélisation et sa commande y sont développées. La structure présentée se compose d'un générateur éolien associé à un système de stockage inertiel qui se comporte comme une source de tension à l'aide d'une régulation utilisant des correcteurs résonnants. Cette section est divisée en trois parties. Le chapitre 4 présente le générateur éolien. Le chapitre 5 traite du système de stockage inertiel. Le chapitre 6 développe l'interface de raccordement au réseau du système de génération. La troisième partie présente des résultats numériques et expérimentaux de la configuration retenue pour le système de génération. Elle est décomposée en deux chapitres. Le chapitre 7 illustre, à l'aide de simulations numériques réalisées à l'aide du logiciel MatIab - Simulink, le comportement du système de génération connecté à différentes topologies de réseau. Différents superviseurs permettant de gérer l'état du stockage inertiel, en tenant compte de la puissance débitée par le générateur éolien, sont présentés. L'objectif de cette gestion est de disposer d'une réserve d'énergie lors d'une sollicitation du réseau (passage d'un fonctionnement en réseau connecté à un fonctionnement en îloté, participation éventuelle au réglage primaire de fréquence .. ). Les actions d'un superviseur simplifié, développé dans de précédents travaux, et de superviseurs proposés dans ce travail, utilisant la logique floue, seront illustrées et comparées. Le chapitre 8 présente des résultats expérimentaux de la configuration retenue; obtenus au moyen d'un banc d'essais de 3 kW, qui permettront de valider le fonctionnement du système proposé en fonctionnement îloté sur charge équilibrée et déséquilibrée. Enfrn le mémoire se termine par une conclusion et des perspectives.
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Dans ce travail, une solution pour que des systèmes de génération, à base d'éolienne associée à du stockage inertiel d'énergie, puissent participer aux réglages du réseau est présentée. II comporte trois parties. La première partie traite des générateurs éoliens et des réseaux électriques. Elle est divisée en trois chapitres. Le chapitre 1 présente un état de l'art des générateurs éoliens les plus couramment connectés au réseau électrique français. Le chapitre 2 présente le système électrique français et son exploitation. Le chapitre 3 résume les problèmes d'intégration de l'éolien dans les réseaux. La seconde partie présente le système de génération proposé pouvant participer au réglage de la tension, contribuer au réglage de la fréquence et fonctionner en îlotage. Sa modélisation et sa commande y sont développées. La structure présentée se compose d'un générateur éolien associé à un système de stockage inertiel qui se comporte comme une source de tension à l'aide d'une régulation utilisant des correcteurs résonnants. Cette section est divisée en trois parties. Le chapitre 4 présente le générateur éolien. Le chapitre 5 traite du système de stockage inertiel. Le chapitre 6 développe l'interface de raccordement au réseau du système de génération. La troisième partie présente des résultats numériques et expérimentaux de la configuration retenue pour le système de génération. Elle est décomposée en deux chapitres. Le chapitre 7 illustre, à l'aide de simulations numériques réalisées à l'aide du logiciel MatIab - Simulink, le comportement du système de génération connecté à différentes topologies de réseau. Différents superviseurs permettant de gérer l'état du stockage inertiel, en tenant compte de la puissance débitée par le générateur éolien, sont présentés. L'objectif de cette gestion est de disposer d'une réserve d'énergie lors d'une sollicitation du réseau (passage d'un fonctionnement en réseau connecté à un fonctionnement en îloté, participation éventuelle au réglage primaire de fréquence .. ). Les actions d'un superviseur simplifié, développé dans de précédents travaux, et de superviseurs proposés dans ce travail, utilisant la logique floue, seront illustrées et comparées. Le chapitre 8 présente des résultats expérimentaux de la configuration retenue; obtenus au moyen d'un banc d'essais de 3 kW, qui permettront de valider le fonctionnement du système proposé en fonctionnement îloté sur charge équilibrée et déséquilibrée. Enfrn le mémoire se termine par une conclusion et des perspectives.
Author: Naoui, Mohamed Publisher: IGI Global ISBN: Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 357
Book Description
The increasing demand for cleaner and more intelligent energy solutions poses a challenge that resonates across academic, engineering, and policymaking spheres. The complexity of integrating renewable energy sources, energy storage solutions, and advanced communication technologies demands a comprehensive understanding, rigorous analysis, and innovative control strategies. The academic community, in particular, seeks a guiding light through this intricate maze of evolving energy dynamics. Modeling, Analysis, and Control of Smart Energy Systems is a groundbreaking publication that offers more than theoretical exploration; it is a roadmap equipped with the knowledge and tools required to shape the future of energy systems. From laying conceptual foundations to unraveling real-world case studies, the book seamlessly bridges the gap between theory and application. Its comprehensive coverage of mathematical modeling, dynamic system analysis, intelligent control strategies, and the integration of renewable energy sources positions it as an authoritative reference for researchers, engineers, and policymakers alike.
Author: Eric Monmasson Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1118622847 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 403
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A voltage converter changes the voltage of an electrical power source and is usually combined with other components to create a power supply. This title is devoted to the control of static converters, which deals with pulse-width modulation (PWM) techniques, and also discusses methods for current control. Various application cases are treated. The book is ideal for professionals in power engineering, power electronics, and electric drives industries, as well as practicing engineers, university professors, postdoctoral fellows, and graduate students.
Author: Igor Loboda Publisher: BoD – Books on Demand ISBN: 1789846501 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 114
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This book presents new studies in the area of turbomachine mathematical modeling with a focus on models applied to developing engine control and diagnostic systems. The book contains one introductory and four main chapters. The introductory chapter describes the area of modeling of gas and wind turbines and shows the demand for further improvement of the models. The first three main chapters offer particular improvements in gas turbine modeling. First, a novel methodology for the modeling of engine starting is presented. Second, a thorough theoretical comparative analysis is performed for the models of engine internal gas capacities, and practical recommendations are given on model applications, in particular for engine control purposes. Third, multiple algorithms for calculating important unmeasured parameters for engine diagnostics are proposed and compared. It is proven that the best algorithms allow accurate prognosis of engine remaining lifetime.The field of wind turbine modeling is presented in the last main chapter. It introduces a general-purpose model that describes both aerodynamic and electric parts of a wind power plant. Such a detailed physics-based model will help with the development of more accurate control and diagnostic systems.In this way, this book includes four new studies in the area of gas and wind turbine modeling. These studies will be interesting and useful for specialists in turbine engine control and diagnostics.
Author: Ludovic Leclercq Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 159
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Afin d'accroître le taux de pénétration des éoliennes dans les réseaux électriques, leur capacité à participer aux services systèmes en leur associant un système de stockage inertiel est investiguée. Dans le cas d'éoliennes à vitesse fixe, le stockage inertiel connecté au réseau alternatif permet d'atténuer les variations de la puissance restituée au réseau électrique. Dans le cas d'éoliennes à vitesse variable, la connexion du stockage inertiel à la génératrice éolienne est réalisée au niveau d'un bus de tension continue, par l'intermédiaire de convertisseurs de puissance. Afin d'évaluer la capacité des éoliennes à vitesse variable à assurer des services systèmes, un dispositif de génération capable d'alimenter des charges isolées ou d'être intégré à un réseau alimenté par des alternateurs classiques est considéré. Ces contraintes supposent un générateur fonctionnant sans source auxiliaire, participant à l'équilibre consommation production et capable de régler la tension.
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Le problème majeur associé aux sources d'énergie décentralisées est qu'elles ne participent en général pas aux services système (réglage de la tension, de la fréquence, démarrage en autonome ou black-start, possibilité de fonctionner en îlotage, etc.). Le fait de ne pas participer aux services système amène ce type de source à se comporter comme des générateurs passifs du point de vue électrique. Le réglage de la tension et de la fréquence est dès lors reporté sur les alternateurs classiques. Le taux de pénétration de la production décentralisée, c'est-à-dire la puissance qu'elle génère par rapport à la puissance consommée, doit alors être limité afin de pouvoir garantir la stabilité du réseau dans des conditions acceptables. Ceci est particulièrement vrai pour les sources à énergie renouvelable dont la source primaire est difficilement prévisible et très, comme c'est le cas de l'éolien pour lequel certains retours d'expérience indiquent que lors de taux de pénétration supérieur à 20 ou 30 % des problèmes de stabilité peuvent apparaître. Même si actuellement les éoliennes ne participent pas au réglage de la production, cela doit être changé à cause de l'augmentation continue de leurs taux de pénétration dans les réseaux électriques. En raison de la source primaire de ces systèmes de production d'énergie (le vent), qui est très aléatoire et imprévisible, une éolienne seule ne peut pas faire le réglage de la production. Donc, on a besoin d'un système de stockage jouant le rôle de tampon entre la source et le consommateur. Le système de stockage doit être assez dynamique afin qu'il soit capable d'agir en temps réel, en fonction des fluctuations de la puissance générée et consommée. Le système inertiel de stockage d'énergie (SISE) est approprié pour ce type d'application en raison de ces caractéristiques : bonne dynamique, bon rendement, durée de vie similaire à l'éolienne, écologique, etc. Donc, le premier but de ce travail a été de faire une étude approfondie sur les SISEs. L'étude a été faite du point de vue de l'association du SISE avec un générateur éolien. Le deuxième objectif de la thèse a été d'étudier et de proposer des méthodes de contrôle et supervision d'un SISE associé à un générateur éolien à vitesse variable. Le but est de contrôler le transit de puissance entre le générateur et le réseau ou la charge isolée, afin de rendre les systèmes éoliens capables à fournir des services systèmes et de fonctionner en îloté. Enfin, le troisième objectif a été de réaliser une plateforme expérimentale permettant l'implantation pratique et l'expérimentation des principes développés en théorie.
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Nous présentons une méthode d’aide à la décision pour la définition d’un système éolien qui prend en compte les composants du système, les spécificités du vent et du réseau de distribution proche du site. La démarche globale utilisée permet, par l’utilisation des outils de l’analyse fonctionnelle et par l’analyse des flux fonctionnels, de mettre en place des modèles utiles pour l’aide à la décision en définition préliminaire d’un système éolien. L’ensemble complet de solutions est déterminé par un moteur d'inférence CSP (Constraint Satisfaction Problem) qui recherche la satisfaction de toutes les contraintes. La capacité intrinsèque d’un modèle à produire une aide à la décision en conception préliminaire est estimée au travers des quatre caractéristiques suivantes : la parcimonie, l’exactitude, la précision et la spécialisation du modèle. Le modèle global intègre des connaissances issues du fabricant, du distributeur et de l’investisseur pour calculer les critères qui permettent de discriminer les alternatives de conception. Une alternative est définie par un site (vent et réseau) et une architecture du système éolien (7 variables de conception). Les critères, nécessaires à la prise de décision, calculés sont : le coût du kWh produit, la quantité de l’énergie produite, le coût total actualisé du projet. Concernant la connexion au réseau, nous avons pris en compte les variations lentes de la tension et le phénomène de Flickers. Nous avons cherché, en premier lieu, à déterminer le taux maximal de pénétration de la production éolienne dans un réseau de distribution donné. En deuxième lieu, nous avons examiné deux alternatives de solution pour l’amélioration de l’intégration des systèmes éoliens dans les réseaux de distribution, c'est-à-dire l’intégration d’un système du contrôle de la puissance réactive et l’intégration d’un système de stockage inertiel. La solution du stockage inertiel malgré un avantage lié au service système semble être plus coûteuse que le contrôle de la puissance réactive pour cette application. Nous avons montré l’intérêt de l’intégration des spécificités du site d’implantation dans le processus de prise de décision au travers d’une application sur trois sites différents (un site méditerranéen, et deux du nord de l’Europe). Les gains obtenus sur le coût du kWh sont importants pour les sites méditerranéens et la plupart des variables de conception influencent fortement ce coût. L’étude a également montré la possibilité d’adapter les choix technologiques au contexte du réseau dans le site. Le taux de pénétration peut être augmenté considérablement pour les sites dont le rapport X/R est grand en utilisant des systèmes à vitesse variable.
Author: Mustapha Hatti Publisher: Springer ISBN: 303004789X Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 571
Book Description
This book features cutting-edge research presented at the second international conference on Artificial Intelligence in Renewable Energetic Systems, IC-AIRES2018, held on 24–26 November 2018, at the High School of Commerce, ESC-Koléa in Tipaza, Algeria. Today, the fundamental challenge of integrating renewable energies into the design of smart cities is more relevant than ever. While based on the advent of big data and the use of information and communication technologies, smart cities must now respond to cross-cutting issues involving urban development, energy and environmental constraints; further, these cities must also explore how they can integrate more sustainable energies. Sustainable energies are a major determinant of smart cities’ longevity. From an environmental and technological standpoint, these energies offer an optimal power supply to the electric network while creating significantly less pollution. This requires flexibility, i.e., the availability of supply and demand. The end goal of any smart city is to improve the quality of life for all citizens (both in the city and in the countryside) in a way that is sustainable and respectful of the environment. This book encourages the reader to engage in the preservation of our environment, every moment, every day, so as to help build a clean and healthy future, and to think of the future generations who will one day inherit our planet. Further, it equips those whose work involves energy systems and those engaged in modelling artificial intelligence to combine their expertise for the benefit of the scientific community and humanity as a whole.
Author: Mustapha Hatti Publisher: Springer Nature ISBN: 3030920380 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 927
Book Description
This book emphasizes the role of micro-grid systems and connected networks for the strategic storage of energy through the use of information and communication techniques, big data, the cloud, and meta-heuristics to support the greed for artificial intelligence techniques in data and the implementation of global strategies to meet the challenges of the city in the broad sense. The intelligent management of renewable energy in the context of the energy transition requires the use of techniques and tools based on artificial intelligence (AI) to overcome the challenges of the intermittence of resources and the cost of energy. The advent of the smart city makes an increased call for the integration of artificial intelligence and heuristics to meet the challenge of the increasing migration of populations to the city, in order to ensure food, energy, and environmental security of the citizen of the city and his well-being. This book is intended for policymakers, academics, practitioners, and students. Several real cases are exposed throughout the book to illustrate the concepts and methods of the networks and systems presented. This book proposes the development of new technological innovations—mainly ICT—the concept of “Smart City” appears as a means of achieving more efficient and sustainable cities. The overall goal of the book is to develop a comprehensive framework to help public and private stakeholders make informed decisions on smart city investment strategies and develop skills for assessment and prioritization, including resolution of difficulties with deployment and reproducibility.
Author: Arnaud Davigny
Author: Arnaud Davigny
Author: Naoui, Mohamed
Author: Eric Monmasson
Author: Igor Loboda
Author: Ludovic Leclercq
Author: Gabriel-Octavian Cimuca
Author: Abdelaziz Arbaoui
Author: Igor Loboda
Author: Mustapha Hatti
Author: Mustapha Hatti