Etude de structure d'intégration des systèmes de génération décentralisée par une liaison HVDC hybride

Abstract

In recent years, there has been a significant increase in the number of decentralized power generation systems around the world. The main scientific objectives assigned to this subject are to control and optimize the processes of conversion, transformation and storage of these renewable energies and to develop the necessary know-how, ranging from the study to the realization of on-site installations. However, renewable energy systems are not manageable from an integration point of view with the existing alternative grid, since their output power depends on the availability of the primary source (wind, sun) which makes them problematic. participation in the management of the network. These systems are designed and managed to inject all the available and extractable energy (wind, photovoltaic systems) into the grid. A massive production facility of this intermittent and random nature can not continue because of the negative or even unacceptable impact on the operation of the system.To overcome these limitations, both hardware and algorithmic solutions must be used. That is to say, we must design a technical solution that can absorb as much as it can this intermittent / random nature and also think about the laws of control /command and supervision able to get the best dialogue between the elements of this combination Decentralized Production /Alternative Network. Thus, the main objective of this thesis is to highlight that the integration of decentralized generation systems based on renewable energies in the network can be improved through a conventional HVDC link supported by a STATCOM connected on the inverter side. This is what is referred to in this thesis as HVDC Hybrid. The development of this new integration concept requires a detailed study of the interactions that can occur both internally to the Hybrid HVDC link (between link and STATCOM) and between the hybrid HVDC link and the main network.This thesis aims to analyze these interactions through simulations for data of a real system, which allows comparing the proposed solutions to conditions close to the reality of the field.Ces dernières années ont vu une augmentation significative du nombre de systèmes de production d’énergie décentralisés dans le monde. Les principaux objectifs scientifiques assignés à ce sujet consistent à maîtriser et optimiser les procédés de conversion, de transformation et de stockage de ces énergies renouvelables et à développer un savoir-faire nécessaire, allant de l’étude jusqu’à la réalisation des installations sur site. Cependant, les systèmes à base d’énergie renouvelable ne possèdent pas un caractère gérable de point de vue intégration avec le réseau alternatif existant, puisque leur puissance de sortie dépend de la disponibilité de la source primaire (vent, soleil) ce qui rend problématique leur participation à la gestion du réseau. Ces systèmes sont conçus et gérés de manière à injecter au réseau toute l’énergie disponible et extractible (systèmes éoliens, photovoltaïques). Une installation massive de production de cette nature intermittente et aléatoire ne peut perdurer du fait de l’impact négatif voire inacceptable sur l’opération du système. Pour dépasser ces limitations, il faut faire appel à des solutions à la fois matérielles et algorithmiques. C'est-à-dire qu’il faut concevoir une solution technique qui puisse absorber autant que ce peut ce caractère intermittent/aléatoire et par ailleurs réfléchir à des lois de contrôles/commande et de supervision à même de faire dialoguer au mieux les éléments de cette combinaison Production décentralisée /Réseau alternatif. Ainsi l’objectif principal de cette thèse est de mettre en évidence que l’intégration des systèmes de génération décentralisés à base des énergies renouvelable dans le réseau peut être améliorée au travers d’une liaison HVDC classique soutenu par un STATCOM connecté du côté onduleur. C’est ce qui est désigné dans cette thèse sous le vocable de liaison HVDC Hybride. Le développement de ce nouveau concept d’intégration nécessite une étude détaillée des interactions qui peuvent se produire tant au niveau interne à la liaison HVDC Hybride (entre la liaison et le STATCOM) qu’entre la liaison HVDC hybride et le réseau principal. Cette thèse a pour objectif d’analyser ces interactions à travers des simulations pour des données d’un système réel, lequel permet de confronter les solutions proposées à des conditions proches de la réalité du terrain. في السنوات الأخیرة ، حدثت زیادة كبیرة في عدد أنظمة تولید الطاقة اللامركزیة في جمیع أنحاء العالم. تتمثل الأھداف العلمیة الرئیسیة المخصصة لھذا الموضوع في مراقبة وتحسین عملیات تحویل ھذه الطاقة المتجددة وتحویلھا وتخزینھا وتطویر الدرایة اللازمة بھا ، بدءًا من الدراسة وصولًا إلى تنفیذ المنشآت في الموقع. . ومع ذلك ، لا یمكن التحكم في أنظمة الطاقة المتجددة من وجھة نظر الإدماج مع الشبكة البدیلة الحالیة ، حیث تعتمد طاقة إنتاجھا على توفر المصدر الأساسي ) الریاح والشمس( مما یجعل إشكالیة المشاركة في إدارة الشبكة قائمة فقد تم تصمیم ھذه الأنظمة وإدارتھا لدمج الطاقة المتاحة والقابلة للاستخراج (طاقة الریاح ،وأنظمة الطاقة الضوئیة) في الشبكة. و لكن ھذا غیر ممكن بسبب التأثیر السلبي أو حتى غیر المقبول على تشغیل النظام. للتغلب على ھذه القیود، یجب استخدام كل من حلول الأجھزة والحلول الخوارزمیة. وھذا یعني ، یجب أن نصمم حلًا فنیًا یمكنھ استیعاب أكبر قدر ممكن من ھذه الطبیعة المتقطعة / العشوائیة والتفكیر أیضًا في قوانین السیطرة / القیادة والإشراف القادرة على الحصول على أفضل تناسق بین ھذه العناصر . وبالتالي ، فإن الھدف الرئیسي من ھذه الرسالة ھو تسلیط الضوء على أن دمج أنظمة التولید اللامركزیة المبنیة على الطاقات المتجددة في الشبكة یمكن تحسینھا من خلال وصلة HVDC. تقلیدیة مدعومة من STATCOM متصلة على الجانب العاكس ھذا ما یشار إلیھ في ھذه الأطروحة باسم HVDC Hybrid. یتطلب تطویر مفھوم التكامل الجدید ھذا دراسة تفصیلیة للتفاعلات التي یمكن أن تحدث داخلیًا في الوصلة الھجینة HVDCو STATCOM و بین الوصلة HVDC والشبكة الرئیسیة. تھدف ھذه الرسالة إلى تحلیل ھذه التفاعلات من خلال عملیات محاكاة لبیانات نظام حقیقي ، والذي وبین الوصلة الھجین ( یسمح بمقارنة الحلول المقترحة لظروف قریبة من الواقع