Thèse soutenue

Supervision énergetique des réseaux de distribution intégrant des véhicules électriques, des énergies renouvelables, du stockage et des charges passives pilotables

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Auteur / Autrice : Abderrahman Benchekroun
Direction : Benoit RobynsArnaud Davigny
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique (AM)
Date : Soutenance le 15/12/2021
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP) - Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP)
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
Jury : Président / Présidente : Fabrice Locment
Examinateurs / Examinatrices : Benoit Robyns, Arnaud Davigny, Marc Petit, Jean-Paul Gaubert, Kahina Hassam-Ouari
Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Petit, Jean-Paul Gaubert

Résumé

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Les réseaux de distribution d'électricité sont depuis plusieurs années au cœur des évolutions énergétiques et environnementales qui touchent nos sociétés. Les clients délaissent progressivement les chauffe-eaux instantanés à gaz pour les ballons d'eau chaude électriques, ainsi que les voitures diesel pour les véhicules électriques. D'autre part, la production d'énergie renouvelable commence à constituer une part importante du mix énergétique mais ne concorde pas nécessairement avec la consommation électrique des usagers. Elle peut donc être refoulée vers le reste du réseau de distribution, voire le réseau de transport. Toutes ces évolutions doivent être maîtrisées pour éviter un renforcement conséquent des infrastructures du réseau, et limiter les répercussions économiques et environnementales de la transition énergétique. Dans ce sens, ces travaux de thèse portent sur la supervision énergétique des réseaux de distribution HTA, en particulier de type rural et péri-urbain, afin d'y encourager la consommation locale des énergies renouvelables et d'optimiser le coût d'acheminement d'énergie pour les gestionnaires du réseau. Les algorithmes développés visent principalement à piloter les charges tels que les véhicules électriques et les ballons d'eau chaude sanitaire raccordés au réseau de distribution. Le système de supervision agit au niveau d'un poste source HTB/HTA et utilise les mesures ainsi que les prévisions de production et de consommation d'énergie afin de piloter les différentes charges disponibles. La stratégie proposée prend aussi en compte les contraintes électriques qui peuvent apparaître sur le réseau à travers une approche de co-simulation entre les logiciels Matlab/Simulink, où la supervision est implémentée, et DIgSILENT PowerFactory, où le réseau de distribution est finement modélisé. Les consignes de supervision sont donc testées et adaptées en temps-réel avant d'être envoyées aux différents utilisateurs. Enfin, le pilotage des producteurs décentralisés est aussi utilisé comme levier supplémentaire pour résoudre une partie des contraintes électriques.