FR2996032A1 - Procede de determination d'une prevision de la puissance electrique fournie par une installation de fourniture d'energie electrique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de détermination de la puissance électrique fournie par une installation (10) comprenant un système de stockage d'énergie (14) et une centrale électrique (12). Le procédé comprend la détermination, à partir de prévisions météorologiques sur un premier intervalle de temps, de l'évolution prévue de la puissance produite par la centrale électrique pendant le premier intervalle de temps ; la détermination, à partir de l'évolution prévue, d'au moins un niveau de puissance et d'au moins un deuxième intervalle de temps, contenu dans le premier intervalle de temps, pendant lequel la centrale électrique est susceptible de fournir la puissance audit niveau ; et la modification de la borne initiale et/ou de la borne finale du deuxième intervalle de temps en fonction de l'évolution souhaitée de l'état de charge du système de stockage, déterminée à partir d'un modèle du système de stockage, au cours du premier intervalle de temps.
Description
B12098 PR - DD14035ST 1 PROCÉDÉ DE DÉTERMINATION D'UNE PRÉVISION DE LA PUISSANCE ÉLECTRIQUE FOURNIE PAR UNE INSTALLATION DE FOURNITURE D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de détermination d'une prévision de la puissance électrique fournie pendant un intervalle de temps par une installation de fourniture d'énergie comprenant un système de stockage d'énergie et une centrale électrique utilisant une source d'énergie renouvelable, notamment l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie des vagues, l'énergie des cours d'eau, l'énergie des courants marins et/ou l'énergie des marées.
Exposé de l'art antérieur La fourniture d'énergie électrique à un réseau électrique par une installation de fourniture d'énergie électrique doit généralement respecter des contraintes imposées par le gestionnaire du réseau électrique. En particulier, l'une de ces contraintes est que le gestionnaire de l'installation de fourniture d'énergie transmette à l'avance au gestionnaire du réseau électrique un plan de production d'énergie dans lequel il s'engage à fournir une puissance électrique donnée pendant au moins un intervalle de temps donné.
B12098 PR - DD14035ST 2 La puissance fournie par une centrale électrique utilisant une source d'énergie renouvelable, notamment celles citées plus haut, est variable et dépend des conditions météorologiques. La centrale électrique seule n'est donc pas en mesure de transmettre à l'avance un plan de production d'énergie. Il existe donc un besoin de disposer d'un procédé de détermination de la puissance électrique fournie par une installation de fourniture d'énergie comprenant un système de stockage d'énergie et une centrale électrique utilisant une source d'énergie renouvelable, notamment celles citées plus haut. Résumé Un objet d'un mode de réalisation de l'invention est de pallier tout ou partie des inconvénients des procédés connus de détermination de la puissance électrique fournie par une installation de fourniture d'énergie comprenant un système de stockage d'énergie et une centrale électrique utilisant une source d'énergie renouvelable.
Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est que l'installation fournit une puissance électrique à un niveau constant pendant au moins un intervalle de temps. Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente 25 invention est que l'écart entre la puissance électrique réellement fournie par l'installation et la prévision est inférieur à un seuil. Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est que l'état de charge du système de stockage 30 d'énergie à la fin de l'intervalle de temps correspond à un état de charge souhaité. Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est que le procédé de détermination de la puissance électrique fournie par une installation de fourniture d'énergie 35 peut être mis en oeuvre par un programme simple faisant B12098 PR - DD14035ST 3 fonctionner un processeur ou peut être mis en oeuvre par un circuit électronique dédié de conception simple. Ainsi, un mode de réalisation de la présente invention prévoit un procédé, mis en oeuvre par un processeur ou par un circuit électronique, de détermination de la puissance électrique fournie par une installation de fourniture d'énergie électrique comprenant un système de stockage d'énergie et une centrale électrique, ce procédé comprenant : la détermination, à partir de prévisions météorolo10 gigues sur un premier intervalle de temps, de l'évolution prévue de la puissance électrique produite par la centrale électrique pendant le premier intervalle de temps ; la détermination, à partir de l'évolution prévue, d'au moins un niveau de puissance électrique et d'au moins un 15 deuxième intervalle de temps, contenu dans le premier intervalle de temps, pendant lequel la centrale électrique est susceptible de fournir la puissance électrique audit niveau ; et la modification de la borne initiale et/ou de la borne finale du deuxième intervalle de temps en fonction de 20 l'évolution souhaitée de l'état de charge du système de stockage d'énergie, déterminée à partir d'un modèle du système de stockage d'énergie, au cours du premier intervalle de temps. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend les étapes successives suivantes : 25 recevoir les prévisions météorologiques sur le premier intervalle de temps ; déterminer l'évolution prévue de la puissance électrique produite par la centrale électrique pendant le premier intervalle de temps à partir des prévisions 30 météorologiques ; déterminer le niveau de puissance électrique à partir de l'évolution prévue ; et déterminer le deuxième intervalle de temps à partir de l'évolution prévue et du niveau de puissance électrique.
B12098 PR - DD14035ST 4 Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend, en outre, l'étape suivante : diminuer la borne initiale si l'état de charge du système de stockage d'énergie est supérieur ou égal à un premier 5 seuil pendant au moins un instant du deuxième intervalle de temps autre que la borne finale. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend, en outre, l'étape suivante : augmenter la borne initiale si l'état de charge du 10 système de stockage d'énergie est strictement inférieur ou égal à un deuxième seuil pendant le deuxième intervalle de temps. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend, en outre, l'étape suivante : modifier la borne finale tant que l'état de charge du 15 système de stockage d'énergie à la borne finale est différent d'un troisième seuil. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'étape de modification de la borne finale comprend les étapes suivantes : 20 augmenter la borne finale tant que l'état de charge du système de stockage d'énergie à la borne finale est strictement supérieur au troisième seuil. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'étape de modification de la borne finale comprend les étapes 25 suivantes : diminuer la borne finale tant que l'état de charge du système de stockage d'énergie à la borne finale est strictement inférieur au troisième seuil. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 30 l'étape de modification de la borne finale est réalisée après l'étape de modification de la borne initiale. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le niveau de puissance électrique est strictement inférieur ou égal au maximum de l'évolution prévue de la puissance électrique 35 et le deuxième intervalle de temps correspond à l'intervalle de B12098 PR - DD14035ST temps pendant lequel la puissance électrique prévue dépasse ledit niveau. Un autre mode de réalisation de la présente invention prévoit un procédé de fourniture d'énergie par une installation 5 de fourniture d'énergie électrique comprenant un système de stockage d'énergie et une centrale électrique comprenant les étapes suivantes : détermination de la puissance électrique fournie par l'installation de fourniture d'énergie électrique tel que défini 10 précédemment ; et fourniture de la puissance électrique au niveau de puissance électrique, à une plage d'erreur près inférieure à 5 %, pendant le deuxième intervalle de temps. Un autre mode de réalisation de la présente invention 15 prévoit un support informatique pour le stockage d'un programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini précédemment. Un autre mode de réalisation de la présente invention prévoit une installation de fourniture d'énergie électrique 20 comprenant un système de stockage d'énergie et une centrale électrique, l'installation comprenant au moins un processeur programmé pour ou un circuit électronique adapté à : déterminer, à partir de prévisions météorologiques sur un premier intervalle de temps, l'évolution prévue de la 25 puissance électrique produite par la centrale électrique pendant le premier intervalle de temps ; déterminer, à partir de l'évolution prévue, au moins un niveau de puissance électrique et au moins un deuxième intervalle de temps, contenu dans le premier intervalle de 30 temps, pendant lequel la centrale électrique est susceptible de fournir la puissance électrique audit niveau ; et modifier la borne initiale et/ou la borne finale du deuxième intervalle de temps en fonction de l'évolution souhaitée de l'état de charge du système de stockage d'énergie, B12098 PR - DD14035ST 6 déterminée à partir d'un modèle du système de stockage d'énergie, au cours du premier intervalle de temps. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la centrale électrique peut être une centrale utilisant l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie des vagues, l'énergie des cours d'eau, l'énergie des courants marins et/ou l'énergie des marées. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système de stockage d'énergie comprend un système choisi parmi le groupe comprenant des batteries électriques, un système à volant d'inertie, un système à air comprimé, une station de transfert d'énergie par pompage et un système à pile à combustible et électrolyseur. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente, de façon partielle et 20 schématique, un mode de réalisation d'une installation de fourniture d'énergie électrique selon l'invention ; la figure 2 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation selon l'invention d'un procédé de détermination de la puissance électrique fournie par l'instal25 lation de la figure 1 ; la figure 3 est un chronogramme de signaux illustrant le mode de réalisation du procédé de détermination de la puissance électrique de la figure 2 ; les figures 4 à 6 représentent, sous la forme de 30 schémas-blocs, des modes de réalisation plus détaillés d'étapes du mode de réalisation du procédé de la figure 2 ; et les figures 7 et 8 sont des chronogrammes de signaux lors de la mise en oeuvre du mode de réalisation du procédé de la figure 2 pour deux exemples d'état de charge initial du 35 système de stockage d'énergie.
B12098 PR - DD14035ST 7 Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Description détaillée Dans la suite de la description, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention sont décrits en détail. Ainsi, la structure d'un réseau électrique auquel est reliée une installation de fourniture d'énergie est connue et n'est pas décrite en détail. La figure 1 représente un mode de réalisation d'une 10 installation 10 de fourniture d'énergie électrique selon l'invention. L'installation 10 comprend une centrale électrique 12 (ENR) et un système de stockage d'énergie 14 (Storage). La centrale électrique 12 est un système de production d'énergie électrique utilisant une source d'énergie renouve- 15 lable. A titre d'exemple, la centrale électrique 12 peut être une centrale utilisant l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie des vagues, l'énergie des cours d'eau, l'énergie des courants marins et/ou l'énergie des marées. A titre d'exemple, la centrale électrique 12 peut fournir une tension ou un courant 20 continu ou alternatif. Dans le cas où la centrale électrique 12 correspond à une centrale solaire, elle peut fournir une tension ou un courant continu. Le système de stockage d'énergie 14 est un système qui peut stocker de l'énergie électrique, éventuellement en la 25 transformant sous une autre fo=, et restituer tout ou partie de l'énergie électrique stockée. Le système de stockage d'énergie 14 peut être un système choisi parmi le groupe comprenant des batteries électriques, un système à volant d'inertie, un système à air comprimé, une station de transfert 30 d'énergie par pompage ou un système à pile à combustible et à électrolyseur. A titre d'exemple, le système de stockage d'énergie 14 fournit une tension ou un courant continu et est chargé par une tension ou un courant continu. On appelle état de charge SOC du système de stockage 35 d'énergie 14 le rapport entre la quantité totale d'énergie B12098 PR - DD14035ST 8 susceptible d'être stockée dans le système de stockage d'énergie 14, et qui peut dépendre des conditions de fonctionnement du système de stockage, et la quantité d'énergie réellement stockée dans le système de stockage d'énergie 14.
L'installation 10 comprend un système d'interface 16 (Plant Control System) qui relie la centrale électrique 12 au système de stockage d'énergie 14 et permet notamment la charge du système de stockage d'énergie 14 à partir de l'énergie électrique fournie par la centrale électrique 12.
L'installation 10 est reliée à un réseau électrique 18 (Network) qui assure l'acheminement de l'énergie électrique depuis l'installation 10 vers des systèmes de consommation d'énergie électrique 20 (Consumer), un seul de ces systèmes étant représenté en figure 1. D'autres installations de fourniture d'énergie électrique peuvent être reliées au réseau électrique 18. Selon le type de réseau électrique 18 et d'installation 10, l'installation 10 peut fournir une tension ou un courant alternatif ou continu au réseau 18. Dans le cas où l'installation 10 fournit une tension ou un courant alternatif et la centrale électrique 12 et/ou le système de stockage d'énergie 14 fournissent une tension ou un courant continu, le système d'interface 16 peut comprendre un convertisseur continu-alternatif permettant de convertir la tension ou le courant continu fourni par la centrale électrique 12 et/ou le système de stockage d'énergie 14 en une tension ou un courant alternatif fourni au réseau 18. A titre de variante, au moins certains éléments du système d'interface 16 peuvent faire partie de la centrale électrique 12 ou du système de stockage d'énergie 14.
Dans le cas où le réseau électrique 18 transporte une tension ou un courant alternatif et que le système de stockage d'énergie 14 est chargé par une tension ou un courant continu, le système d'interface 16 peut, en outre, comprendre un convertisseur alternatif-continu permettant la charge du système B12098 PR - DD14035ST 9 de stockage d'énergie 14 à partir de l'électricité fournie par le réseau électrique 18. Dans le présent mode de réalisation selon l'invention, l'installation 10 comprend, en outre, un module de gestion de 5 l'énergie 22 (Energy Management System). Le module 22 est relié au système d'interface 16, à la centrale électrique 12 et au système de stockage d'énergie 14. Le module 22 comprend au moins un circuit électronique dédié pour commander le système d'interface 16, la centrale électrique 12 et/ou le système de 10 stockage d'énergie 14 et/ou au moins un processeur programmé pour commander le système d'interface 16, la centrale électrique 12 et/ou le système de stockage d'énergie 14. Le circuit électronique dédié et/ou le processeur peuvent commander à chaque instant : 15 - la puissance électrique fournie par la centrale électrique 12 ; - la puissance électrique fournie par le système de stockage d'énergie 14 ; - la puissance électrique fournie pour charger le 20 système de stockage d'énergie 14 ; et/ou - la puissance électronique fournie par l'installation 10 au réseau électrique 18. Le module de gestion d'énergie 22 peut, en outre, recevoir des données du système d'interface 16, de la centrale 25 électrique 12 et du système de stockage d'énergie 14. A titre d'exemple, le système de stockage d'énergie 14 peut transmettre son état de charge au module de gestion d'énergie 22. Le module de gestion d'énergie 22 peut, en outre, recevoir des données d'un système de fourniture de données 30 météorologiques 24 (Weather Data System). La fourniture de données par le système 24 au module de gestion d'énergie 22 peut se faire par tout moyen, par exemple par l'intermédiaire du réseau Internet. Les données peuvent comprendre notamment des prévisions météorologiques sur un intervalle de temps ATi. Le 35 module de gestion d'énergie 22 peut déterminer l'évolution de la B12098 PR - DD14035ST 10 puissance fournie par la centrale électrique 12 à partir des prévisions météorologiques et d'un modèle de fonctionnement de la centrale électrique 12. Dans le cas où la centrale électrique 12 est une centrale solaire, les prévisions météorologiques comprennent, par exemple, des prévisions d'ensoleillement pendant l'intervalle de temps AT' sur les lieux où la centrale électrique 12 est implantée. Dans le cas où la centrale électrique 12 est une centrale éolienne, les prévisions météorologiques comprennent, par exemple, des prévisions de la vitesse et/ou de l'orientation du vent pendant l'intervalle de temps AT' sur les lieux où la centrale électrique 12 est implantée. Dans le cas où la centrale électrique 12 est une centrale utilisant l'énergie des vagues, l'énergie des cours d'eau, l'énergie des courants marins et/ou l'énergie des marées, les prévisions météorologiques comprennent, par exemple, des prévisions de l'amplitude des vagues, des courants fluviaux ou marins, ou des marées pendant l'intervalle de temps AT' sur les lieux où la centrale électrique 12 est implantée.
Le module de gestion d'énergie 22 comprend au moins un circuit électronique dédié et/ou ou au moins un processeur programmé pour déterminer une prévision de la puissance électrique fournie par l'installation 10 pendant l'intervalle de temps futur AT' et pour fournir, par exemple, cette prévision au gestionnaire du réseau électrique 18. La détermination de la puissance électrique fournie par l'installation 10 est, par exemple, réalisée du jour pour le lendemain. A titre d'exemple, à la même heure, chaque jour, le module de gestion d'énergie 22 peut transmettre au gestionnaire du réseau électrique 18 la prévision de la puissance électrique fournie par l'installation 10 pour la journée du lendemain. La figure 2 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation selon l'invention d'un procédé de détermination à l'avance de la puissance électrique fournie par 35 l'installation 10 en fonction du temps.
B12098 PR - DD14035ST 11 A l'étape 30, le module de gestion d'énergie 22 reçoit du système de prévision météorologique 24 des données météorologiques sur l'intervalle de temps AT' pour lequel la détermination de la puissance électrique fournie par l'installation 10 doit être réalisée. En outre, le module de gestion 22 dispose de l'état de charge SOCini du système de stockage d'énergie 14 à l'instant où la détermination de la puissance électrique est réalisée. Le module de gestion d'énergie 22 peut stocker dans un dispositif de stockage, par exemple une mémoire, notamment une mémoire non transitoire, l'état de charge SOCini et/ou les données météorologiques. Le module de gestion d'énergie 22 détermine une prévision de la puissance électrique prévue fournie par la centrale électrique 12 pendant l'intervalle temps futur AT' à partir des prévisions météorologiques. procédé se poursuit à l'étape 32. A titre d'exemple, la puissance électrique prévue peut être obtenue à partir d'une loi physique ou à partir d'une loi statistique. Des exemples de loi sont décrits dans la publication intitulée "Irradiance Forecasting for the Power Prediction of Grid-Connected Photovoltaic Systems" de E. Lorenz, J. Hurka, D. Heinemann et H.G. Beyer (IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Obervations and Remote Sensing, Vol. 2, n°1, mars 2009) et la publication intitulée "How Much PV Energy will I produce tomorrow? A Forecasting bol which fits the future conditions on the French Electricity Market" de S. Lespinats, F. Cugnet, H. Guillou, X. Le Pivert (26th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2011). La figure 3 représente un exemple de courbe d'évolution de la puissance électrique PENR prévue sur l'intervalle AT' lorsque la centrale électrique 12 est une centrale solaire. De façon classique, la courbe d'évolution de la puissance électrique prévue PENR comprend successivement, lorsque l'intervalle AT' part de 0h00 à 24h00, un palier de puissance nulle Pl, une phase de croissance P2, le passage par de Le B12098 PR - DD14035ST 12 une puissance électrique maximale PENRmax, une phase décroissante P3 et un palier de puissance nulle P4. Aux étapes 32 à 36, le module de gestion d'énergie 22 détermine une prévision, ou plan de production, de la puissance électrique fournie par l'installation 10 au réseau électrique 18 pendant l'intervalle de temps ATi. Le plan de production peut comprendre une suite de paliers pour chacun desquels la puissance électrique fournie par l'installation 10 est sensiblement constante, les paliers pouvant avoir des durées différentes. De préférence, le plan de production peut comprendre un palier unique à une puissance électrique constante, appelée par la suite puissance électrique de référence Pref, pendant un intervalle de temps AT2, contenu dans l'intervalle de temps ATi, qui commence à un instant t1 et se termine à un instant t2. La fourniture du plan de production par le module 22 au gestionnaire du réseau électrique 18 comprend la fourniture de la valeur de la puissance électrique de référence Pref et des instants t1 et t2.
Selon un mode de réalisation de l'invention, à l'étape 32, le module de gestion 22 fournit la puissance Pref de référence du plan de production qui sera fourni. Le procédé se poursuit à l'étape 34. A l'étape 34, le module de gestion 22 détermine 25 l'instant t1 de début de la phase de fourniture de la puissance de référence Pref par l'installation 10. Le procédé se poursuit à l'étape 36. A l'étape 36, le module détermine l'instant t2 correspondant à la fin de la phase de fourniture de la puissance 30 de référence Pref par l'installation 10. La détermination de la prévision de la puissance électrique fournie par l'installation 10 pendant l'intervalle de temps AT' par le module de gestion d'énergie 22 est réalisée en respectant plusieurs contraintes qui peuvent être imposées par B12098 PR - DD14035ST 13 le gestionnaire du réseau électrique 18. Des exemples de contraintes sont les suivantes : - dans le cas d'un palier unique à la puissance électrique Pref, la durée pendant l'intervalle de temps AT2 de 5 fourniture de la puissance électrique à la puissance Pref est la plus longue possible ; - lors du palier de puissance électrique, les variations de la puissance électrique réellement fournie par l'installation 10 par rapport à la puissance de référence Pref 10 sont inférieures, en valeur absolue, à un seuil donné, par exemple 2,5 % ; - lors des phases de variation de croissance ou de décroissance de la puissance fournie par l'installation 10 avant et après le palier à la puissance de référence Pref, par exemple 15 entre le niveau nul et la puissance électrique de référence Pref, le taux de variation par minute de la puissance électrique est inférieur, en valeur absolue, à un seuil donné, par exemple 0,6 % de la puissance totale, appelée Pmax par la suite, pouvant être fournie par la centrale électrique 12 dans les meilleures 20 conditions de fonctionnement ; - lors d'une phase de croissance de la puissance électrique fournie par l'installation 10, par exemple entre le niveau nul et la puissance électrique de référence Pref, la puissance électrique fournie par l'installation 10 doit toujours 25 être croissante ou de variation nulle ; - lors d'une phase de décroissance de la puissance électrique fournie par l'installation 10, par exemple entre la puissance électrique de référence Pref et le niveau nul, la puissance électrique fournie par l'installation 10 doit toujours 30 être décroissante ou de variation nulle ; - la puissance de référence Pref doit être inférieure à 40 % de la puissance maximale Pmax pouvant être fournie par la centrale électrique 12 dans les meilleures conditions de fonctionnement de la centrale électrique 12 ; B12098 PR - DD14035ST 14 - la puissance électrique que peut prélever l'installation 10 depuis le réseau électrique 18 est limitée. Etant donné que la puissance électrique délivrée par la centrale électrique 12 est positive, la limite de soutirage correspond à la puissance électrique maximale de charge du système de stockage d'énergie 14 à partir du réseau électrique 18. Cette limite peut être nulle. Dans ce cas, le système de stockage d'énergie 14 ne peut pas être chargé à partir du réseau électrique 18.
De plus, la détermination de la prévision de la puissance électrique fournie par l'installation 10 pendant l'intervalle de temps AT' par le module de gestion d'énergie 22 est réalisée en respectant plusieurs contraintes supplémentaires qui peuvent être imposées par le fonctionnement du système de stockage d'énergie 14. Des exemples de contraintes sont les suivantes : - la puissance électrique de charge du système de stockage d'énergie 14 doit être inférieure à une puissance de charge maximale ; - la puissance électrique de décharge du système de stockage d'énergie 14 doit être inférieure à une puissance de décharge maximale ; - l'état de charge SOC du système de stockage d'énergie 14 doit rester supérieur à un état de charge 25 minimal ; et l'état de charge SOC du système de stockage d'énergie 14 doit rester inférieur à un état de charge maximal. De façon générale, un accord financier peut être conclu entre le gestionnaire de l'installation 10 et le gestion-30 naire du réseau électrique 18. La puissance électrique fournie par l'installation 10 est alors rémunérée par le gestionnaire du réseau électrique 18. Toutefois, le gestionnaire de l'installation 10 peut être pénalisé lorsque la puissance électrique réellement fournie par l'installation 10 pendant l'intervalle de 35 temps AT' s'écarte du plan de production annoncé, par exemple B12098 PR - DD14035ST 15 lorsque, au cours du palier à la puissance Pref, la puissance électrique réellement fournie par l'installation 10 varie par rapport à la puissance de référence Pref de plus de 2,5 %. A titre d'exemple lorsqu'un événement de non respect du plan de production annoncé est détecté, seule la moitié de l'énergie électrique délivrée par l'installation 10 pendant l'heure au cours de laquelle l'événement a eu lieu est rémunérée. La figure 4 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation plus détaillé de l'étape 32.
A l'étape 40, le module de gestion 22 détermine la puissance électrique maximale prévue PENRmax susceptible d'être fournie par la centrale électrique 12 pendant l'intervalle de temps ATi. PENRmax à 15 électrique meilleures puissance supérieure Le module 22 compare la puissance électrique maximale une fraction, par exemple 40 %, de la puissance maximale PmAx pouvant être fournie dans les conditions par la centrale électrique 12. Si la électrique maximale prévue PENRmax est strictement à 40 % de la puissance électrique maximale PmAx, le procédé se poursuit à l'étape 42. Si la puissance électrique 20 maximale prévue PENRmax est inférieure ou égale à 40 % de la puissance électrique maximale PmAx, le procédé se poursuit à l'étape 44. A l'étape 42, le module 22 fixe la puissance de référence Pref à 40 % de la puissance maximale PmAx. 25 A l'étape 44, le module 22 fixe la puissance de référence Pref égale à la puissance électrique maximale prévue PENRmax- La figure 5 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation plus détaillé de l'étape 34 du 30 procédé décrit précédemment en relation avec la figure 2. A l'étape 50, le module 22 détermine les instants ta et tb délimitant un intervalle de temps pendant lequel la centrale électrique 12 est adaptée à fournir au réseau électrique 18 la puissance électrique Pref. A titre d'exemple, 35 l'instant ta correspond à l'instant auquel la puissance B12098 PR - DD14035ST 16 électrique prévue PENR dépasse la puissance électrique Pref et l'instant ta correspond à l'instant auquel la puissance électrique prévue PENR passe en dessous de la puissance électrique Pref. Le procédé se poursuit à l'étape 52.
A l'étape 52, le module 22 détermine si, au vu de l'état de charge SOCini du système de stockage d'énergie 14, le système de stockage d'énergie 14 peut stocker la puissance électrique excédentaire fournie par la centrale électrique 12, c'est-à-dire le surplus de puissance électrique fournie par la centrale électrique 12 au-delà de la puissance électrique Pref entre les instants ta et tb. Comme l'état de charge SOCini est mesuré à un instant où la centrale électrique 12 ne fournit plus d'énergie électrique, l'état de charge SOCini est sensiblement égal à l'état de charge du système de stockage d'énergie 14 lorsque le système de stockage d'énergie 14 commence à recevoir ou à fournir de l'énergie électrique pendant l'intervalle de temps ATi. Si l'état de charge SOCini du système de stockage d'énergie 14 permet le stockage de la totalité de l'énergie excédentaire entre les instants ta et tb tout en respectant les autres contraintes décrites précédemment, le procédé se poursuit à l'étape 54. Si l'état de charge SOCini du système de stockage d'énergie 14 ne permet pas le stockage de la totalité de l'énergie électrique excédentaire, le procédé se poursuit à l'étape 56.
A l'étape 54, le module 22 détermine que l'instant t1 de début de fourniture de la puissance électrique Pref par l'installation 10 est égal à ta. A l'étape 56, le module 30 diminue la valeur de l'instant ta d'une quantité fixe et le procédé retourne à l'étape 52. L'instant ta est diminué pour que le maximum, voire la totalité, de l'énergie électrique excédentaire fournie par la centrale électrique 12 soit récupérée dans le système de stockage d'énergie 14 tout en respectant les autres contraintes décrites précédemment.
B12098 PR - DD14035ST 17 En figure 3, on a représenté un instant t1 strictement inférieur à l'instant ta. Le fait que l'instant t1 est inférieur à l'instant ta signifie que, au moins pendant la période allant de l'instant t1 à l'instant ta, la centrale électrique 12 n'est pas en mesure de fournir la puissance de référence Pref. Le système de stockage d'énergie 14 doit donc compléter et fournir une partie de l'énergie électrique au réseau électrique 18 pour que la puissance électrique totale fournie par l'installation 10 soit bien égale à la puissance de référence Pref. Toutefois, comme l'état de charge du dispositif de stockage d'énergie 14 va diminuer entre les instants t1 et ta, cela signifie qu'entre les instants ta et tb, le système de stockage d'énergie 14 est en mesure de stocker une plus grande partie de la puissance excédentaire fournie par la centrale électrique 12 entre les instants ta et tb. L'évolution de l'état de charge du système de stockage d'énergie 14 peut être déterminée par le module 22 en utilisant des lois de charge et de décharge du système de stockage d'énergie 14. Un exemple de loi de charge du système de stockage d'énergie 14 est donné par la relation (1) suivante : rendch xPch x At SOC(t + At) = SOC(t) + (1) où SOC est l'état de charge du système de stockage d'énergie 14, rendch est le rendement de charge du système de stockage d'énergie 14, du système de stockage d'énergie 14 et C est l'énergie électrique totale pouvant être stockée dans le système de stockage d'énergie 14. Le rendement de charge rendch est un nombre réel pouvant varier de 0 à 1. Le rendement de charge rendch peut être constant ou varier en fonction de la puissance de charge Pch. Un exemple de loi de décharge du système de stockage d'énergie 14 est donné par la relation (2) suivante : h At Pdec SOC(t + At) = SOC(t) (2) Pch est la puissance de charge en valeur absolue renddech x C B12098 PR - DD14035ST 18 où renddech est le rendement de décharge du système de stockage d'énergie 14 et Pdech est la puissance de décharge en valeur absolue du système de stockage d'énergie 14. Le rendement de décharge renddech est un nombre réel pouvant varier de 0 à 1. Le rendement de décharge renddech peut être constant ou varier en fonction de la puissance de décharge Pdech. La figure 6 représente, sous la forme d'un schéma- bloc, un mode de réalisation plus détaillé de l'étape 36 du procédé décrit précédemment en relation avec la figure 2.
A l'étape 60, le module 22 détermine si l'état de charge SOCb du système de stockage d'énergie 14 prévu à l'instant tb est égal à un état de charge souhaité SOC target- Si l'état de charge SOCb est égal à l'état de charge souhaité S°Ctarget, le procédé continue à l'étape 62. Si l'état de charge SOCb est différent de l'état de charge souhaité SOC target, le procédé continue à l'étape 64. A l'étape 62, le module 22 détermine que l'instant t2 est égal à l'instant tb. A l'étape 64, le module 22 détermine si l'état de charge SOCb est strictement supérieur à l'état de charge visé S°Ctarget Si l'état de charge SOCb est strictement supérieur à l'état de charge visé SOC target, le procédé continue à l'étape 66. Si l'état de charge SOCb est strictement inférieur à l'état de charge souhaité SOC target, le procédé continue à l'étape 68.
A l'étape 66, le module 22 augmente la valeur de l'instant tb, par exemple d'un pas déterminé. Ceci signifie que la durée pendant laquelle l'installation 10 fournit la puissance électrique de référence Pref est augmentée et donc que le système de stockage de charge 14 va se décharger pour assurer cette production d'énergie électrique. Le procédé retourne à l'étape 60. A l'étape 68, le module 22 diminue la valeur de l'instant tb. Ceci signifie que la durée pendant laquelle l'installation 10 fournit la puissance électrique de référence 35 Pref est diminuée et qu'une partie de la puissance excédentaire B12098 PR - DD14035ST 19 fournie par la centrale électrique 12 est utilisée pour recharger le système de stockage d'énergie 14 et augmenter son état de charge. Les figures 7 et 8 sont des chronogrammes de signaux 5 lors de la mise en oeuvre du procédé selon le mode de réalisation décrit précédemment pour les mêmes prévisions météorologiques (c'est-à-dire pour la même courbe d'évolution de la puissance électrique prévue PENR fournie par la centrale électrique 12) et pour deux états de charge SOCini différents. 10 Pour les courbes de la figure 7, l'état de charge initial SOCini est de 50 % tandis que, pour les courbes de la figure 8, l'état de charge initial SOCini est de 90 %. Sur chaque figure 7 ou 8 sont également représentées : - la courbe d'évolution de la puissance électrique 15 PENR' réellement produite par la centrale électrique 12 ; - la courbe d'évolution de la puissance électrique PENR+ST fournie au réseau 18 par l'installation 10 (la puissance étant négative lors d'une opération de charge du système de stockage d'énergie 14) ; 20 - la courbe d'évolution de la puissance électrique prévue Pst fournie par le système de stockage d'énergie 14 ; - la courbe d'évolution de la puissance électrique Pst, réellement fournie par le système de stockage d'énergie 14 ; 25 - l'état de charge SOC du système de stockage 14 ; et - des phases successives A, B, C, la phase A correspondant à une phase de montée en puissance de la puissance électrique fournie par l'installation 10, la phase B correspondant à une phase de fourniture par l'installation 10 de la 30 puissance électrique Pref sensiblement constante et la phase C correspondant à une phase de diminution de la puissance électrique fournie par l'installation 10. On constate que le système de stockage d'énergie 14 ne peut pas stocker la puissance électrique demandée vers 16 h, 35 l'état de charge du système de stockage d'énergie 14 ayant déjà B12098 PR - DD14035ST 20 atteint 100 %. Ceci peut être dû au fait que les lois de charge et de décharge utilisées pour la détermination du plan de production ne constituent que des approximations de l'évolution de l'état de charge réel du système de stockage d'énergie 14.
Ceci peut aussi être dû au fait que la production réelle de la centrale électrique 12 est différente de la production prévue à partir des données météorologiques. Le module 22 commande alors la centrale électrique 12 pour qu'elle diminue la puissance électrique fournie PENR', ce qui permet à la puissance électrique totale PENR+ St délivrée par l'installation 10 de rester dans les limites admises autour de la puissance de référence Pref. Pour les courbes relatives à la figure 8, comme l'état de charge initial SOCini du système de stockage d'énergie 14 est supérieur à celui des courbes de la figure 7, l'instant t1 en figure 8 est inférieur à l'instant t1 en figure 7. Ceci permet de décharger le système de stockage d'énergie 14 pendant une durée plus longue entre les instants t1 et ta afin d'être en mesure de stocker l'excédent d'énergie électrique entre les instants ta et tb. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, le procédé de détermination des instants ta et tb peut être différent de ce qui à été décrit précédemment. A titre d'exemple, les instants ta et tb peuvent être déterminés par une analyse de la courbe d'évolution de la puissance électrique prévue fournie par la centrale électrique 12 pendant l'intervalle de temps ATi.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Procédé, mis en oeuvre par un processeur ou par un circuit électronique, de détermination de la puissance électrique (PENR+ST) fournie par une installation (10) de fourniture d'énergie électrique comprenant un système de stockage d'énergie (14) et une centrale électrique (12), ce procédé comprenant : la détermination, à partir de prévisions météorologiques sur un premier intervalle de temps (Mi), de l'évolution prévue de la puissance électrique (PENR) produite par la centrale électrique pendant le premier intervalle de temps ; la détermination, à partir de l'évolution prévue, d'au moins un niveau de puissance électrique (Pref) et d'au moins un deuxième intervalle de temps (AT2), contenu dans le premier intervalle de temps, pendant lequel la centrale électrique est 15 susceptible de fournir la puissance électrique audit niveau ; et la modification de la borne initiale (ta) et/ou de la borne finale (tb) du deuxième intervalle de temps en fonction de l'évolution souhaitée de l'état de charge (SOC) du système de stockage d'énergie, déterminée à partir d'un modèle du système 20 de stockage d'énergie, au cours du premier intervalle de temps.
- 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant les étapes successives suivantes : recevoir les prévisions météorologiques sur le premier intervalle de temps (Ti) ; 25 déterminer l'évolution prévue de la puissance électrique (PENR ) produite par la centrale électrique (12) pendant le premier intervalle de temps à partir des prévisions météorologiques ; déterminer le niveau de puissance électrique (Pref) à 30 partir de l'évolution prévue ; et déterminer le deuxième intervalle de temps (AT2) à partir de l'évolution prévue et du niveau de puissance électrique.B12098 PR - DD14035ST 22
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant, en outre, l'étape suivante : diminuer la borne initiale (ta) si l'état de charge (SOC) du système de stockage d'énergie (14) est supérieur ou 5 égal à un premier seuil pendant au moins un instant du deuxième intervalle de temps (AT2) autre que la borne finale (tb).
- 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant, en outre, l'étape suivante : augmenter la borne initiale (ta) si l'état de charge 10 (SOC) du système de stockage d'énergie (14) est strictement inférieur ou égal à un deuxième seuil pendant le deuxième intervalle de temps (AT2).
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant, en outre, l'étape suivante : 15 modifier la borne finale (tb) tant que l'état de charge (SOC) du système de stockage d'énergie (14) à la borne finale est différent d'un troisième seuil.
- 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'étape de modification de la borne finale (tb) comprend les 20 étapes suivantes : augmenter la borne finale tant que l'état de charge (SOC) du système de stockage d'énergie (14) à la borne finale est strictement supérieur au troisième seuil.
- 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel 25 l'étape de modification de la borne finale (tb) comprend les étapes suivantes : diminuer la borne finale tant que l'état de charge (SOC) du système de stockage d'énergie (14) à la borne finale est strictement inférieur au troisième seuil. 30
- 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'étape de modification de la borne finale (tb) est réalisée après l'étape de modification de la borne initiale (ta)
- 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 35 à 8, dans lequel le niveau de puissance électrique (Pref) estB12098 PR - DD14035ST 23 strictement inférieur ou égal au maximum de l'évolution prévue de la puissance électrique (PENR) et le deuxième intervalle de temps (AT2) correspond à l'intervalle de temps pendant lequel la puissance électrique prévue dépasse ledit niveau.
- 10. Procédé de fourniture d'énergie par une instal- lation (10) de fourniture d'énergie électrique comprenant un système de stockage d'énergie (14) et une centrale électrique (12) comprenant les étapes suivantes : détermination de la puissance électrique fournie par 10 l'installation de fourniture d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ; et fourniture de la puissance électrique au niveau de puissance électrique (Pref), à une plage d'erreur près inférieure à 5 %, pendant le deuxième intervalle de temps. 15
- 11. Support informatique pour le stockage d'un programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
- 12. Installation (10) de fourniture d'énergie électrique comprenant un système de stockage d'énergie (14) et une 20 centrale électrique (12), l'installation comprenant au moins un processeur programmé pour ou un circuit électronique adapté à : déterminer, à partir de prévisions météorologiques sur un premier intervalle de temps (Mi), l'évolution prévue de la puissance électrique (PENR ) produite par la centrale électrique 25 pendant le premier intervalle de temps ; déterminer, à partir de l'évolution prévue, au moins un niveau de puissance électrique ( ,Pref) et au moins un deuxième intervalle de temps (AT2), contenu dans le premier intervalle de temps, pendant lequel la centrale électrique est susceptible de 30 fournir la puissance électrique audit niveau ; et modifier la borne initiale (ta) et/ou la borne finale (tb) du deuxième intervalle de temps en fonction de l'évolution souhaitée de l'état de charge (SOC) du système de stockage d'énergie, déterminée à partir d'un modèle du système de 35 stockage d'énergie, au cours du premier intervalle de temps.B12098 PR - DD14035ST 24
- 13. Installation selon la revendication 12, dans lequel la centrale électrique (12) peut être une centrale utilisant l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie des vagues, l'énergie des cours d'eau, l'énergie des courants marins et/ou l'énergie des marées.
- 14. Installation selon la revendication 12 ou 13, dans lequel le système de stockage d'énergie (14) comprend un système choisi parmi le groupe comprenant des batteries électriques, un système à volant d'inertie, un système à air comprimé, une station de transfert d'énergie par pompage et un système à pile à combustible et électrolyseur.
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