Supervision of a hybrid wind/hydro power system for electricity production, connected to a network or Isolated grid
Supervision de sources de production d'électricité hybrides éolien/hydraulique dans les réseaux d'énergie interconnectés ou isolés
Résumé
The concept of multi-sources system with an integrated and optimized power management and associated with several energy storage systems is seen as an important part of the answer to the issue of the randomness and fluctuation of dispersed wind power generation. In this context, it is interesting to combine two generation sources, wind and water. Water power generation is indeed likely to offset the randomness and fluctuation of wind power generation, because of its flexibility and availability. Generators and storage systems from a multi-source power plant can be located in different parts of the network but should be managed by a single industrial operator. Considering that the wind's issue is found at all levels of management time, it is necessary to establish a multi-level supervision of the considered integrated wind / hydro / storage central. Each stage is related to objectives and resources to define these requirements. However as the problem is vast, the work has focused mainly on two levels: "short-term" and "mid-term". The aim of this thesis is to propose methods for the management of wind / hydro / storage systems. Thus, ten supervisors are proposed according to different monitoring tools (fuzzy logic, optimization function...). Finally, the performance of these supervisors is compared using various indicators to quantify their contributions according to the objectives of different levels of supervision (power quality, energy efficiency ...).
Le concept de système multi sources, avec une gestion intégrée et optimisée de l'énergie, auquel différents systèmes de stockage sont associés est envisagé comme un élément de réponse à la problématique liée au caractère aléatoire et fluctuant de la production dispersée d'origine éolienne. Dans ce contexte, il apparaît intéressant d'associer les sources de production éoliennes et hydrauliques. Ces dernières sont en effet susceptibles, de par leur souplesse et leur disponibilité, de compenser le caractère aléatoire et fluctuant de l'éolien. Les générateurs et les systèmes de stockage d'une centrale multi sources peuvent être localisés en différents points du réseau mais sont gérés par un opérateur industriel unique. Comme la problématique de l'éolien se retrouve à tous les niveaux temporels de gestion, il est nécessaire de mettre en place une supervision multi niveaux de la centrale intégrée éolien/hydraulique/stockage envisagée. A chaque niveau correspond des objectifs et des moyens à définir pour répondre à ces exigences. Cependant, la problématique étant vaste, les travaux ont porté essentiellement sur deux niveaux : niveau " court terme " et niveau " moyen terme ". Le but de la thèse est de proposer des méthodes de supervision pour la gestion des systèmes éolien/hydraulique/stockage. Ainsi, dix superviseurs sont proposés suivant différents outils de supervision (logique floue, fonction optimisation,...). Enfin, les performances de ces superviseurs sont comparées à l'aide de différents indicateurs permettant de quantifier leurs apports en fonction des objectifs des différents niveaux de supervision (qualité de puissance, efficacité énergétique,...).