Implementation and validation of experimental test bench for laboratory-scale microgrid

Résumé

En raison de l’épuisement des énergies non renouvelables, de l’importance de la pollution de l’environnement et de son impact sur le climat mondial, les communautés locales recherchent des solutions énergétiques fiables et efficaces. Tout ceci s’intègre dans une notion plus générale du micro-réseau. Avec l’évolution de la société et le développement rapide de la science et de la technologie, les systèmes reliés en micro-réseaux constituent une partie intégrante du secteur de l’électricité, car ils peuvent combiner efficacement plusieurs systèmes de production d’électricité distribués et ont un taux de pénétration significativement élevé des énergies renouvelables. Actuellement, tous les pays du monde construisent des bancs d’essais expérimentaux de micro-réseaux et des projets de démonstration recherchant et appliquant vigoureusement ces derniers. L’objectif principal de ce mémoire est de mettre au banc d’essai le contrôle de la coordination de la puissance de micro-réseaux, le paramétrage en temps réel, la prédiction de la charge à court terme et les stratégies de programmation d’optimisation énergétique. Tout cela s’inscrit dans l’atteinte d’un écrêtage des pics de charge et l’amélioration des avantages économiques du stockage de l’énergie produite. En premier lieu, ce mémoire fournit le contexte de la recherche sur les micro-réseaux, passe en revue les projets expérimentaux les plus importants et les pilotes de ces micro-réseaux, étudie la conception du système les gérant et développe une plate-forme complète de test physique, appliquée à ces derniers. En second lieu, l’architecture globale de ce banc d'essai pour un micro-réseau type est développée par le biais d’un concept de contrôle hiérarchique conformément à la structure traditionnelle du système de micro-réseau connecté au grand réseau électrique, y compris un ensemble de passerelle de micro-réseau, un compteur de puissance, un pack de charge et un système de stockage d'énergie. LabVIEW et SQLite fonctionnent simultanément comme outils de développement pour créer un système de contrôle centralisé du micro-réseau intégrant la surveillance des données en temps réel, le contrôle intelligent, l'analyse de la qualité de l'alimentation et la gestion de la base de données. De plus, la communication entre le contrôleur, les dispositifs de stockage énergétique et le compteur emprunte le protocole Modbus. En définitive, ce mémoire apporte un raisonnement clair sur les tests de performance qui confirment la fiabilité et la précision de ce banc d'essai. En évaluant les changements dans les demandes de charge et en combinant la prévision de charge théorique à court terme. En prenant comme référence initiale l’idée d’un réseau neuronal, les essais viennent valider les algorithmes du fonctionnement économique ainsi que les techniques de gestion de l'énergie. Le test de performance s’est tenu un jour de fin de semaine en 2019, alors que la consommation de la puissance était relativement inférieure à celle d'une journée de semaine et le fonctionnement du système est peu affecté par l'algorithme. Toutefois, les tests de validation sont programmés sur deux jours ouvrables considérés comme étant plus représentatifs en consommation énergétique, lors des essais de 2019, et plus précisément en saison d'hiver et d'été. Ces deux jours d’analyses possèdent la consommation de la puissance la plus élevée. Ils permettent donc de mieux optimiser l’opération d’écrêtage de la puissance de charge. Les résultats expérimentaux indiquent que ce système possède une forte évolutivité et une fiabilité plus représentative servant à l’évaluation complète, le diagnostic de problèmes et les analyses de faisabilité et de rentabilité économiques.

Date	1 mai 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Louis-A. Dessaint (Directeur(-trice))