WO2016055540A1 - Gestion de la production d'un systeme de production d'energie hybride - Google Patents

Gestion de la production d'un systeme de production d'energie hybride Download PDF

Info

Publication number
WO2016055540A1
WO2016055540A1 PCT/EP2015/073182 EP2015073182W WO2016055540A1 WO 2016055540 A1 WO2016055540 A1 WO 2016055540A1 EP 2015073182 W EP2015073182 W EP 2015073182W WO 2016055540 A1 WO2016055540 A1 WO 2016055540A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy
production
power
power generation
plan
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/073182
Other languages
English (en)
Inventor
Franck AL SHAKARCHI
Franck BOURRY
Boris CAMBAZARD
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives filed Critical Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Publication of WO2016055540A1 publication Critical patent/WO2016055540A1/fr

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the invention relates to the management of the production of a system comprising a source of energy production of intermittent type, in particular photovoltaic or wind, associated with an energy storage device. It relates both to a method of managing this energy production and to an energy production system implementing this management method.
  • renewable energy sources such as photovoltaic components and / or wind turbines
  • Such sources of energy production have the distinction of being intermittent, that is to say that they do not produce a constant energy over time. This intermittency complicates their use, the control of a production in correspondence with the demand and finally the cost of this produced energy.
  • an energy storage device with an intermittent energy production source, to form a global energy production system, often called a hybrid system.
  • the storage device of a hybrid system then plays by its nature a buffer role to alternate storage phases of the energy produced by the intermittent energy source and the restitution phases of this energy, to reach a production in time easier to operate.
  • a production plan is usually calculated in advance for such a hybrid system, considering a estimate of the energy production that will be generated in the future by the intermittent energy source.
  • a production plan is usually calculated in advance for such a hybrid system, considering a estimate of the energy production that will be generated in the future by the intermittent energy source.
  • a general object of the invention is to propose an optimal management solution for the production of energy of a hybrid production system.
  • the invention is based on a method for managing the energy production of an energy production system comprising at least one intermittent energy generating device and at least one energy storage device, comprising a first phase of developing a production plan determining a power and a target energy output of the power generation system for a future period and tolerance values for these quantities, characterized in that it comprises in in addition to a preliminary step of developing a state of charge plan for the energy storage device in the future period, and then repeating the following steps in a second phase of the process for several instants of the future period:
  • the second phase of the method can further implement for several times in the future period a step of determining a minimum and a maximum of the production allowed by the power generation system at said times, to avoid a drifts out of the energy tolerance and power imposed by the production plan.
  • the step of determining a minimum and a maximum of the production allowed by the power generation system can comprise the calculation of a maximum power Pmax and a minimum power Pmin from the actual production to said instants of the energy production system and production plan data.
  • the calculation of a maximum power and a minimum power can comprise two different formulas depending on whether the actual production is above that provided by the production plan or below.
  • the method for managing the energy production of a power generation system can cut the future period into n sub-periods delimited by times t, (i varying from 0 to n), and the second phase of the process can implement the repetition of the following steps according to time intervals dt:
  • the step of determining a minimum and a maximum of the authorized production may include the following calculations:
  • Pmin Pplan - ⁇ Where Pmax and Pmin respectively represent a maximum and minimum authorized power for the power generation system,
  • represents the power variation allowed by the production plan
  • represents the energy variation allowed by the production plan
  • Eplan (ti + i) represents the energy defined by the production plan at the end of the sub-period in which the calculations are performed at time t.
  • SOC (t i + i) is the state of charge defined by the state of charge plan at the end t i + i of the sub-period in which the computations are made at the instant t that defined by the plane of state of charge
  • SOC (t) is the actual state of charge of the storage device at time t
  • Capa represents the capacity of the storage device.
  • the energy production management method of a power generation system may comprise an intermediate step consisting of a check at a time t, that the minimum allowed powers Pmin and maximum Pmax defined make it possible to reach the energy target Eplan (t i + i) fixed by the production plan at the end of a sub-period at time t i + -i.
  • the energy production management method of a power generation system may include a step of comparing the state of charge of the energy storage device with the state of charge value defined by the plan. state of charge and a step of triggering an alarm if the difference exceeds a predefined threshold.
  • the invention also relates to a management unit of a power generation system, characterized in that it comprises hardware and software components, and a communication device able to communicate with an intermittent energy production device. and an energy storage device of the energy production system, and in that it implements a method of managing the energy production of the power generation system as described above.
  • the invention also relates to a computer-readable data storage medium on which a computer program is recorded. comprising software means for implementing the steps of the method as described above.
  • FIG. 1 represents a production system of FIG. energy according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 diagrammatically represents a production plan used by the power generation management method according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3 represents a step of generating a state of charge plan for the storage device of the power generation system according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 4 diagrammatically represents an algorithm of the energy production management method according to one embodiment of the invention.
  • Figure 5 schematically illustrates the principle of a step of the power generation management method according to the embodiment of the invention.
  • Figure 6 schematically illustrates the principle of another step of the power generation management method according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 7 schematically represents the principle of the power generation management method according to the embodiment of the invention.
  • FIGS 8 to 10 show schematically the objectives of the power generation management method according to the embodiment of the invention.
  • FIGS. 11a to 11c represent the results of simulations demonstrating the advantages provided by the embodiment of the invention in several scenarios.
  • FIG. 1 represents a hybrid power generation system 1 comprising an intermittent energy generating device 2, such as a photovoltaic or wind turbine device, and an energy storage device 3, for example a battery. These two devices 2, 3 of the energy production system 1 are electrically connected by an electrical connection 5, which allows in particular the charging of the storage device of all or part of the energy generated by the intermittent energy generating device 2 during certain periods.
  • This power generation system further comprises a management unit 4, which forms the intelligence of the power generation system, and which is in the form of at least one computer, on which is installed power generation system management software, connected to the various system components by communication devices 7 to be able to transmit commands and act on the operation of the system, through actuators for example.
  • the management unit 4 can receive information from these same components of the system, for example on their electrical state such as the state of charge of the storage device, the voltage and / or the current at their terminals, the power and the output energy, etc., for example from sensors and via communication devices 7.
  • this management unit 4 can be physically close to the power generation system or remotely. in which case she supervises and controls the remote system.
  • the management unit 4 determines in particular the energy that must be transmitted or restored by the energy storage device 3. Finally, an output 6 of the power generation system allows it to inject the production on the electrical network. according to a previously established sales plan and / or supply power consumption units according to a previously established consumption plan, possibly via an electricity network, not shown.
  • this power generation system may include several intermittent power generation devices and / or multiple storage devices, and these devices may be on the same site or remote from each other.
  • the management unit 4 of the power generation system therefore implements a method for managing the power production of the system.
  • This process is based on a first phase of development of a production plan in power and energy of the production system of energy, for a future period chosen by convention, for example 24 hours, from taking into account an estimate of the energy that will be produced during this future period by the intermittent energy production device.
  • This production plan determines an optimal operation of the energy production system over the future period, and in particular the temporal evolution of the power and energy obtained at the output of the energy production system.
  • the invention does not relate to this first phase, for which the production plan can be developed by any known method.
  • Figure 2 illustrates by way of example and schematically the data determined by the production plan.
  • the curve 10 thus represents the evolution of the power and the curve 12 the evolution of the energy over the future period.
  • the production plan also fixes tolerances for these quantities which are allowed to move away from the curves 10, 12, the power to remain between the curves 1 1 and the energy between the curves 13.
  • the energy and power tolerances are different and are associated with different considerations: on the one hand, not to move away from the estimated energy needs and, on the other hand, not to disturb the system / electrical network used to transport / distribute the power.
  • the energy tolerances are at least as restrictive as those in power for two reasons: on the one hand, the respect of the power tolerances automatically leads to the respect of these same energy tolerances and, on the other hand, the contract of sale and energy supply is more restrictive than the tolerances of the system / power grid used to carry / distribute the power.
  • the energy production management process includes a second phase of real-time or near real-time monitoring of the production. energy, and making decisions to change the state of the power generation system, in order to follow the predetermined production plan.
  • the difficulty of this second phase stems from the fact that the actual energy production generated by the intermittent energy generating device 2 often differs from the estimate considered in developing the production plan, and sometimes significantly. It turns out that the solutions of the state of the art are sometimes faulty. It finally follows a non-optimization of the energy production system, the impossibility of following the production plan. After an analysis of these situations of failure, it turns out that it is found that the energy storage device 3 can often no longer fulfill a normal role in these situations of failure, for example because it has reached a full charge or zero charge.
  • the embodiment is based on the determination of a storage state of charge of the storage device and on the regulation of the system from this setpoint. Naturally, this regulation will take into account the constraints of the production plan and will remain in the flexibility that it has defined.
  • this second phase of the method comprises a preliminary step E10 of preparing a state of charge plan of the storage device of the energy production system.
  • This state of charge plan defines the temporal evolution of the state of charge of the storage device 3 during the future period considered. For this, this future period, which extends between the initial instants t 0 and final t f , can be divided into n sub-periods.
  • the state of charge plan then defines, for each instant ti (i varying from 1 to n) delimiting the sub-periods, a target state of charge or setpoint value.
  • the establishment of the state of charge plan of the storage device is implemented as illustrated in FIG. 3, based on the estimated future power of the forecast produced by the power generation device. intermittent, and from the power Pplan of the energy production system defined by the production plan.
  • the state of charge plan is obtained by the following steps:
  • the energy production management process therefore has the following parameters:
  • a state of charge plan defining target state of charge values for the energy storage device 3, as described above; - A production plan, defining target energy and output values at the output of the power generation system;
  • the energy production management method implements the following steps, schematically illustrated in FIG. 4, at a given moment:
  • the management unit 4 transmits the command by the communication devices 7 of the power generation system to the components of the power generation system 1, to tend towards the target power defined by the preceding steps.
  • This process is repeated every moment. More precisely, this method is repeated according to a certain temporal step, preferably less than the duration of the predefined sub-periods, as explained previously, of the future period considered.
  • the process is put into implement all the time intervals dt to define an operation of the energy production system enabling it to reach a certain favorable situation at the time t i + i of the end of the sub-period (and the beginning of the next sub-period). period).
  • FIGS 5 to 7 illustrate in more detail the method of managing the power generation according to one embodiment.
  • Figure 5 illustrates the step E20 of determining the minimum and maximum production of the power generation system.
  • Curve 21 (right in this embodiment) represents the temporal evolution of the energy supplied by the energy production system over the sub-period considered, between the instants t, and t i + i, to reach the energy Eplan t i + i provided by the production plan at the next moment t, + i at the end of the subperiod.
  • the production plan allows a certain flexibility ⁇ ⁇ around this energy production.
  • Pmin (t) [Er (t1) - (Eplan (t i + i) - ⁇ )] / (t i + i - 1)
  • Pplan is the power defined by the production plan, and ⁇ the authorized variation of this power.
  • the energy tolerance ⁇ is naturally more restrictive than ⁇ .
  • this step E20 makes it possible to periodically adjust, particularly in near real time, the flexibility around the production defined by the plan.
  • Curve 22 represents the energy obtained with a maximum power defined from the scenario of time t1;
  • Curve 23 represents the energy obtained with a minimum power defined from the scenario of time t1;
  • Curve 24 represents the energy obtained with a maximum power defined from the scenario of time t2;
  • Curve 25 represents the energy obtained with a minimum power defined from the scenario of time t2.
  • other calculation methods may be chosen to define Pmin and Pmax, so as to ensure compliance with the constraints of the production plan, while providing sufficient flexibility for the search of the set state of charge of the energy storage device.
  • these calculations advantageously take into account the actual production at a given moment, and the data of the production plan.
  • An optional intermediate step E25 consists of a check that the minimum allowed powers Pmin and maximum Pmax defined above make it possible to reach the target energy Eplan (t i + i) set by the production plan at the end of the subperiod .
  • FIG. 6 illustrates this verification mechanism, which consists in considering that if the energy produced derives, from a point P which can be that of t1 or t2 of FIG.
  • the method implements a step E30 for calculating a target power P target (t i + i) of the storage device to follow the state of charge plan of the storage device.
  • This target power is obtained by the following formula according to one embodiment:
  • the state of charge of the storage device seeks to reach the planned state of charge by the state of charge plane, as shown in Figure 10, which is more particularly managed by step E30 described above.
  • the step E20 of translation of the energy and power constraints imposed by the production plane could be done by a mechanism other than the calculation of maximum and minimum powers at a given moment.
  • FIG. 7 illustrates the principle implemented according to the embodiment of the invention according to a complementary approach, in step E40 for controlling the power.
  • the management unit 4 seeks to determine a power command P to the storage device, to be transmitted to the components of the power generation system, to best follow a target power of the storage device, within the limits imposed by the constraints. of production, defined by the actual production and a maximum and minimum power output representing energy and power tolerances.
  • the system is controlled to monitor a state of charge, within the constraints of production and their tolerance, which avoids the drift solutions of the state of the art.
  • the process therefore regulates, according to any known method approach, to reach the calculated target load state.
  • the step E40 then consists in the instantaneous application of the control instructions established in the preceding steps: according to the actual production Pmin and Pmax of the hybrid energy production system 1 and of the target power of the storage device 3, and depending on the power of the intermittent energy generating device 2, the management unit 4 transmits the power control of the storage device 3 so as to be the closest to the power Pcible while respecting the global limits Pmin and Pmax of the system of production of energy 1 hybrid 1. Primary frequency regulation is optionally possible.
  • an alarm can be automatically triggered when the state of charge moves beyond a predefined threshold of the state of charge plan. A threshold parameter, representing a tolerance of the state of charge, is therefore defined. When the management unit 4 detects a drift beyond this tolerance, an alarm is automatically triggered.
  • FIGS. 11a to 11c illustrate the advantages brought by the solution by a simulation in three different scenarios.
  • a photovoltaic production is simulated by a slot-shaped production, and the method according to the embodiment of the invention described above is implemented.
  • This implementation forms the first observed solution, which is compared with four alternative solutions (numbered from 2 to 5) of energy production management.
  • the second solution seeks to reach the production plan without any flexibility.
  • the third solution follows the production plan with a permissible power variation of ⁇ 10%.
  • the fourth solution follows the production plan with a permissible energy variation of ⁇ 2.5%.
  • the fifth solution follows the production plan with an allowed power variation of ⁇ 10% and setting a state of charge plan.
  • the first scenario represents the ideal situation in which real output is equal to that estimated.
  • the second scenario represents a situation in which the estimated production was 15% higher than the reality, and the third scenario an estimated production 15% lower than the reality.
  • the first indicator measures the error obtained on the energy, compared to the plan of production
  • the second indicator i2 measures the error on the state of charge of the storage device, with respect to the state of charge plane;
  • the third indicator i3 calculates an accumulation of energy losses
  • the fourth indicator i4 measures the difference between the maximum state of charge used and the minimum state of charge, which represents the necessary dimensioning of the storage device.
  • the first solution allows the best monitoring of the planned state of charge for the storage device (see indicator i2), in the three scenarios, while giving very satisfactory results at the level of the other indicators. This illustrates the performance of the management method according to the embodiment of the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1) comprenant au moins un dispositif de production d'énergie intermittente (2) et au moins un dispositif de stockage d'énergie (3), comprenant une première phase d'élaboration d'un plan de production déterminant une puissance et une énergie cibles en sortie (6) du système de production d'énergie (1) pour une période future et des valeurs de tolérance pour ces grandeurs, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape préalable d'élaboration d'un plan d'état de charge (E10) pour le dispositif de stockage d'énergie (3) sur la période future, puis en ce qu'il répète les étapes suivantes dans une seconde phase du procédé pour plusieurs instants de la période future : (E30) : calcul d'une puissance et/ou une énergie cible du dispositif de stockage (3) sur une prochaine sous-période pour suivre le plan d'état de charge du dispositif de stockage; (E40) : calcul d'une commande de puissance, transmise par une unité de gestion (4), pour commander le fonctionnement du système de production d'énergie (1), de sorte que l'état de charge du dispositif de stockage d'énergie (3) tende vers ladite puissance et/ou énergie cible, lui permettant de suivre l'état de charge du plan d'état de charge tout en respectant les contraintes imposées par le plan de production d'énergie.

Description

Gestion de la production d'un système de production d'énergie hybride
L'invention concerne la gestion de la production d'un système comprenant une source de production d'énergie de type intermittente, notamment photovoltaïque ou éolienne, associée à un dispositif de stockage d'énergie. Elle concerne à la fois un procédé de gestion de cette production d'énergie et un système de production d'énergie mettant en œuvre ce procédé de gestion.
L'utilisation des sources de production d'énergie renouvelable, comme à base de composants photovoltaïques et/ou d'éoliennes, se développe de plus en plus. De telles sources de production d'énergie présentent la particularité d'être intermittentes, c'est-à-dire qu'elles ne produisent pas une énergie constante avec le temps. Cette intermittence complique leur utilisation, la maîtrise d'une production en correspondance avec la demande et finalement le coût de cette énergie produite.
Pour atténuer ce phénomène d'intermittence, il est connu d'associer à une source de production d'énergie intermittente un dispositif de stockage d'énergie, pour former un système global de production d'énergie, souvent appelé système hybride. Le dispositif de stockage d'un système hybride joue alors par sa nature un rôle tampon permettant d'alterner des phases de stockage de l'énergie produite par la source d'énergie intermittente et des phases de restitution de cette énergie, pour atteindre une production dans le temps plus facile à exploiter.
Toutefois, l'optimisation d'un système de production d'énergie de type hybride est complexe. En effet, un plan de production est en général calculé à l'avance pour un tel système hybride, en considérant une estimation de la production d'énergie qui sera générée dans le futur par la source de production d'énergie intermittente. On rencontre en pratique des situations dans lesquelles sa production réelle s'éloigne finalement fortement de la production estimée. Dans de telles situations, le comportement du système hybride s'éloigne parfois du plan de production. La production réelle est alors parfois non optimisée.
Ainsi, un objet général de l'invention est de proposer une solution de gestion optimale de la production d'énergie d'un système de production hybride.
A cet effet, l'invention repose sur un procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie comprenant au moins un dispositif de production d'énergie intermittente et au moins un dispositif de stockage d'énergie, comprenant une première phase d'élaboration d'un plan de production déterminant une puissance et une énergie cibles en sortie du système de production d'énergie pour une période future et des valeurs de tolérance pour ces grandeurs, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape préalable d'élaboration d'un plan d'état de charge pour le dispositif de stockage d'énergie sur la période future, puis en ce qu'il répète les étapes suivantes dans une seconde phase du procédé pour plusieurs instants de la période future :
- calcul d'une puissance et/ou une énergie cible du dispositif de stockage sur une prochaine sous-période pour suivre le plan d'état de charge du dispositif de stockage ;
- calcul d'une commande de puissance, transmise par une unité de gestion, pour commander le fonctionnement du système de production d'énergie, de sorte que l'état de charge du dispositif de stockage d'énergie tende vers ladite puissance et/ou énergie cible, lui permettant de suivre l'état de charge du plan d'état de charge tout en respectant les contraintes imposées par le plan de production d'énergie, autrement dit de sorte que l'état de charge du dispositif de stockage d'énergie suit l'état de charge du plan d'état de charge et de sorte que le système de production d'énergie suit le plan de production d'énergie. la seconde phase du procédé peut mettre de plus en œuvre pour les plusieurs instants de la période future une étape de détermination d'un minimum et d'un maximum de la production autorisée par le système de production d'énergie auxdits instants, pour éviter une dérive hors de la tolérance en énergie et puissance imposée par le plan de production.
L'étape de détermination d'un minimum et d'un maximum de la production autorisée par le système de production d'énergie peut comprendre le calcul d'une puissance maximum Pmax et d'une puissance minimum Pmin à partir de la production réelle auxdits instants du système de production d'énergie et de données du plan de production.
Le calcul d'une puissance maximum et d'une puissance minimum peut comprendre deux formules différentes selon que la production réelle est au-dessus de celle prévue par le plan de production ou en-dessous.
Le procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie peut découper la période future en n sous-périodes délimitées par des instants t, (i variant de 0 à n), et la seconde phase du procédé peut mettre en œuvre la répétition des étapes suivantes selon des intervalles de temps dt :
- détermination d'un minimum et d'un maximum de la production autorisée par le système de production d'énergie ; - calcul d'une puissance cible du dispositif de stockage pour suivre le plan d'état de charge ;
- calcul d'une commande de puissance pour tendre vers la puissance cible dans les limites imposées par lesdits maximum et minimum.
L'étape de détermination d'un minimum et d'un maximum de la production autorisée peut comprendre les calculs suivants :
- Si la production d'énergie réelle Er(t) à l'instant t considéré est inférieure à l'énergie Eplan(t) prévue par le plan de production alors :
Pmax = Pplan + ΔΡ et
Pmin(t) = [ Er(t) - ( Eplan(ti+i) - ΔΕ)] / (ti+i - 1)
- Si la production d'énergie réelle Er(t) à l'instant t considéré est supérieure à l'énergie Eplan(t) prévue par le plan de production alors :
Pmax(t) = [ Er(t) - ( Eplan(ti+i) + ΔΕ)] / (ti+i - 1)
Pmin = Pplan - ΔΡ Où Pmax et Pmin représentent respectivement une puissance maximum et minimum autorisée pour le système de production d'énergie,
ΔΡ représente la variation de puissance autorisée par le plan de production,
ΔΕ représente la variation d'énergie autorisée par le plan de production, Eplan(ti+i) représente l'énergie définie par le plan de production à la fin de la sous-période dans laquelle les calculs sont effectués à l'instant t.
L'étape de calcul à l'instant t d'une puissance Pcible (ti+i) et/ou une énergie cible du dispositif de stockage sur une prochaine sous-période peut comprendre le calcul suivant : Pcible (ti+i) = (SOC(ti+i) - SOC(t)) * Capa / (ti+i - 1)
Où SOC(ti+i) est l'état de charge défini par le plan d'état de charge à la fin ti+i de la sous-période dans laquelle les calculs sont effectués à l'instant t celle définie par le plan d'état de charge,
SOC(t) est l'état de charge réel du dispositif de stockage à l'instant t, et Capa représentant la capacité du dispositif de stockage.
Le procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie peut comprendre une étape intermédiaire consistant en une vérification à un instant t, que les puissances autorisées minimum Pmin et maximum Pmax définies permettent d'atteindre l'énergie cible Eplan(ti+i) fixée par le plan de production à la fin d'une sous-période à l'instant ti+-i . Le procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie peut comprendre une étape de comparaison de l'état de charge du dispositif de stockage d'énergie avec la valeur d'état de charge définie par le plan d'état de charge et une étape de déclenchement d'une alarme si la différence dépasse un seuil prédéfini.
L'invention porte aussi sur une unité de gestion d'un système de production d'énergie, caractérisée en ce qu'elle comprend des composants matériel et logiciel, et un dispositif de communication apte à communiquer avec un dispositif de production d'énergie intermittente et un dispositif de stockage d'énergie du système de production d'énergie, et en ce qu'elle met en œuvre un procédé de gestion de la production d'énergie du système de production d'énergie tel que décrit précédemment.
L'invention porte aussi sur un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des moyens logiciels de mise en œuvre des étapes du procédé tel que décrit précédemment.
L'invention porte aussi sur un système de production d'énergie comprenant au moins un dispositif de production d'énergie intermittente et au moins un dispositif de stockage d'énergie, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de gestion qui met en œuvre un procédé de gestion de sa production d'énergie tel que décrit précédemment. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente un système de production d'énergie selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 représente schématiquement un plan de production utilisé par le procédé de gestion de la production d'énergie selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 représente une étape d'élaboration d'un plan d'état de charge pour le dispositif de stockage du système de production d'énergie selon le mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 représente schématiquement un algorithme du procédé de gestion de la production d'énergie selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 5 illustre schématiquement le principe d'une étape du procédé de gestion de la production d'énergie selon le mode de réalisation de l'invention. La figure 6 illustre schématiquement le principe d'une autre étape du procédé de gestion de la production d'énergie selon le mode de réalisation de l'invention.
La figure 7 représente schématiquement le principe du procédé de gestion de la production d'énergie selon le mode de réalisation de l'invention.
Les figures 8 à 10 représentent schématiquement les objectifs du procédé de gestion de la production d'énergie selon le mode de réalisation de l'invention.
Les figures 1 1 a à 1 1 c représentent les résultats de simulations démontrant les avantages apportés par le mode de réalisation de l'invention dans plusieurs scénarios. La figure 1 représente un système de production d'énergie 1 hybride, comprenant un dispositif de production d'énergie intermittente 2, comme un dispositif photovoltaïque ou éolien, et un dispositif de stockage d'énergie 3, par exemple une batterie. Ces deux dispositifs 2, 3 du système de production d'énergie 1 sont électriquement reliés par une liaison électrique 5, qui permet notamment la charge du dispositif de stockage de tout ou partie de l'énergie générée par le dispositif de production d'énergie intermittente 2 durant certaines périodes. Ce système de production d'énergie comprend de plus une unité de gestion 4, qui forme l'intelligence du système de production d'énergie, et qui se présente sous la forme d'au moins un calculateur, sur lequel est installé un logiciel de gestion du système de production d'énergie, relié aux différents composants du système par des dispositifs de communications 7 pour pouvoir transmettre des commandes et agir sur le fonctionnement du système, par l'intermédiaire d'actionneurs par exemple. En retour, l'unité de gestion 4 peut recevoir des informations depuis ces mêmes composants du système, par exemple sur leur état électrique comme l'état de charge du dispositif de stockage, la tension et/ou le courant à leurs bornes, la puissance et l'énergie de sortie, etc., par exemple à partir de capteurs et par l'intermédiaire des dispositifs de communication 7. En remarque, cette unité de gestion 4 peut être physiquement à proximité du système de production d'énergie ou à distance, auquel cas elle supervise et commande le système à distance. L'unité de gestion 4 détermine notamment l'énergie qui doit être transmise ou restituée par le dispositif de stockage d'énergie 3. Enfin, une sortie 6 du système de production d'énergie lui permet d'injecter la production sur le réseau électrique selon un plan de vente établi au préalable et/ou d'alimenter des unités de consommation d'énergie selon un plan de consommation établi au préalable, éventuellement par l'intermédiaire d'un réseau électrique, non représenté.
En remarque, ce système de production d'énergie peut comprendre plusieurs dispositifs de production d'énergie intermittente et/ou plusieurs dispositifs de stockage, et ces dispositifs peuvent se trouver sur un même site ou éloignés les uns des autres.
L'unité de gestion 4 du système de production d'énergie met donc en œuvre un procédé de gestion de la production d'énergie du système.
Ce procédé repose sur une première phase d'élaboration d'un plan de production en puissance et en énergie du système de production d'énergie, pour une période future choisie par convention, par exemple de 24 heures, à partir de la prise en compte d'une estimation de l'énergie qui sera produite durant cette période future par le dispositif de production d'énergie intermittente. Ce plan de production détermine un fonctionnement optimal du système de production d'énergie sur la future période, et notamment l'évolution temporelle de la puissance et de l'énergie obtenue en sortie du système de production d'énergie. L'invention ne porte pas sur cette première phase, pour laquelle le plan de production peut être élaboré par toute méthode connue.
La figure 2 illustre à titre d'exemple et de manière schématique les données déterminées par le plan de production. La courbe 10 représente ainsi l'évolution de la puissance et la courbe 12 l'évolution de l'énergie sur la période future. Le plan de production fixe aussi des tolérances pour ces grandeurs qui sont autorisées à s'éloigner des courbes 10, 12, la puissance devant rester entre les courbes 1 1 et l'énergie entre les courbes 13. Les tolérances en énergie et en puissance sont différentes et sont associées à des considérations distinctes : d'une part, ne pas s'éloigner des besoins énergétiques estimés et, d'autre part, ne pas perturber le système/réseau électrique employé pour transporter/distribuer la puissance. Les tolérances en énergie sont à minima aussi restrictives que celles en puissances pour deux raisons : d'un côté, le respect des tolérances en puissance amène automatiquement le respect de ces mêmes tolérances en énergie et, d'un autre côté, le contrat de vente et alimentation en en énergie est plus restrictif que les capacités de tolérance du système/réseau électrique employé pour transporter/distribuer la puissance.
Ensuite, le procédé de gestion de la production d'énergie comprend une seconde phase de suivi en temps réel ou quasi réel de la production d'énergie, et la prise de décisions pour modifier l'état du système de production d'énergie, dans le but de suivre le plan de production prédéterminé. En remarque, la difficulté de cette seconde phase provient du fait que la production d'énergie réelle générée par le dispositif de production d'énergie intermittente 2 diffère souvent de l'estimation considérée pour élaborer le plan de production, et parfois de manière significative. Il s'avère alors que les solutions de l'état de la technique sont parfois défaillantes. Il s'ensuit finalement une non-optimisation du système de production d'énergie, l'impossibilité de suivre le plan de production. Après une analyse de ces situations de défaillance, il s'avère qu'on constate que le dispositif de stockage d'énergie 3 ne peut souvent plus remplir un rôle normal dans ces situations de défaillance, par exemple parce qu'il a atteint une pleine charge ou une charge nulle.
Ainsi, le mode de réalisation repose sur la détermination d'une consigne d'état de charge du dispositif de stockage et sur la régulation du système à partir de cette consigne. Naturellement, cette régulation se fera en tenant compte des contraintes du plan de production et restera dans la flexibilité qu'il a définie.
Ainsi, cette seconde phase du procédé comprend une étape préalable E10 d'élaboration d'un plan d'état de charge du dispositif de stockage du système de production d'énergie. Ce plan d'état de charge définit l'évolution temporelle de l'état de charge du dispositif de stockage 3 durant la période future considérée. Pour cela, cette période future, qui s'étend entre les instants initial t0 et final tf, peut être divisée en n sous- périodes. Le plan d'état de charge définit alors, pour chaque instant ti (i variant de 1 à n) délimitant les sous-périodes, une valeur d'état de charge cible, ou de consigne.
Selon un mode de réalisation, l'établissement du plan d'état de charge du dispositif de stockage est mis en œuvre tel qu'illustré par la figure 3, à partir de la future puissance estimée Pprévision produite par le dispositif de production d'énergie intermittente, et à partir de la puissance Pplan du système de production d'énergie définie par le plan de production. Ainsi, le plan d'état de charge est obtenu par les étapes suivantes :
E1 1 - calcul pour chaque instant ti de la puissance de stockage
Pstockage du dispositif de stockage d'énergie à partir de la future puissance produite estimée Pprévision et de la puissance Pplan du plan de production ;
E12 - calcul de la variation d'état de charge ASOC(t) du dispositif de stockage d'énergie sur la sous-période considérée à partir de la puissance de stockage Pstockage du dispositif de stockage d'énergie et de son rendement η, par exemple par calcul de l'intégrale Γ Pstockage I η sur la sous-période [ t, ; ti+i] ;
E13 - calcul de l'état de charge SOC(ti+i) à l'instant ti+i à partir de la variation d'état de charge ASOC(t) et de l'état de charge SOC(ti) de l'instant précédent t,.
Ces étapes sont répétées pour pouvoir calculer une valeur d'état de charge cible pour chaque instant associé à chaque sous-période.
Le procédé de gestion de la production d'énergie dispose donc en entrée des paramètres suivants :
- Un plan d'état de charge, définissant des valeurs cibles d'état de charge pour le dispositif de stockage d'énergie 3, comme décrit ci-dessus ; - Un plan de production, définissant des valeurs cibles d'énergie et de puissance en sortie du système de production d'énergie ;
- Une tolérance d'écart supérieur et inférieur par rapport à la puissance du plan de production ;
- Une tolérance d'écart supérieur et inférieur par rapport à l'énergie du plan de production.
Ensuite, le procédé de gestion de la production d'énergie met en œuvre les étapes suivantes, illustrées schématiquement par la figure 4, à un instant donné :
E20 - détermination d'un minimum et d'un maximum de la production autorisée par le système de production d'énergie ;
E30 - calcul d'une puissance (et/ou une énergie) cible du dispositif de stockage pour suivre le plan d'état de charge du dispositif de stockage ;
E40 - calcul d'une commande de puissance pour tendre vers la puissance cible dans les limites imposées par les contraintes du dispositif de production d'énergie, notamment une plage de flexibilité du plan de production.
Ensuite, l'unité de gestion 4 transmet la commande par les dispositifs de communication 7 du système de production d'énergie aux composants du système de production d'énergie 1 , pour tendre vers la puissance cible définie par les étapes précédentes.
Ce procédé est répété à chaque instant. Plus précisément, ce procédé est répété selon un certain pas dt temporel, de préférence inférieur à la durée des sous-périodes prédéfinies, comme explicité précédemment, de la période future considérée. Ainsi, à partir d'un instant ti de début d'une sous-période de la période future considérée, le procédé est mis en œuvre tous les intervalles de temps dt pour définir un fonctionnement du système de production d'énergie lui permettant d'atteindre une certaine situation favorable à l'instant ti+i de fin de la sous-période (et de début de la prochaine sous-période).
Les figures 5 à 7 illustrent de manière plus détaillée le procédé de gestion de la production d'énergie selon un mode de réalisation.
Ce procédé de gestion du système de production va maintenant être détaillé, selon un mode de réalisation.
La figure 5 illustre l'étape E20 de détermination des minimum et maximum de la production du système de production d'énergie. La courbe 21 (droite dans ce mode de réalisation) représente l'évolution temporelle de l'énergie fournie par le système de production d'énergie sur la sous-période considérée, entre les instants t, et ti+i, pour atteindre l'énergie Eplanti+i prévue par le plan de production au prochain instant t,+i en fin de la sous- période. Le plan de production autorise une certaine flexibilité ±ΔΕ autour de cette production d'énergie.
Deux scénarios différents sont illustrés à titre d'exemple sur cette figure 5.
D'abord, il est imaginé que l'énergie réelle Er(t1 ) produite à l'instant t1 dans la sous-période considérée est sous la courbe 21 , donc inférieure à l'énergie du plan de production. Dans cette situation, le procédé calcule deux valeurs de puissance maximum Pmax(t) et minimum Pmin(t) à partir de cet instant t1 de la manière suivante :
Pmax(t) = Pplan(tl ) + ΔΡ
Pmin(t) = [ Er(t1 ) - ( Eplan(ti+i) - ΔΕ)] / (ti+i - 1) Où Pplan est la puissance définie par le plan de production, et ΔΡ la variation autorisée de cette puissance.
Ensuite, il est imaginé que l'énergie réelle Er(t2) produite à l'instant t2 dans la sous-période considérée est au-dessus de la courbe 21 , donc supérieure à l'énergie du plan de production. Dans cette situation, le procédé calcule les deux valeurs de puissance maximum Pmax(t) et minimum Pmin(t) à partir de cet instant t2 de la manière suivante :
Pmax(t) = [ Er(t2) - ( Eplan(ti+i) + ΔΕ)] / (ti+i - 1)
Pmin(t) = Pplan(t) - ΔΡ
Comme précisé précédemment, la tolérance en énergie ΔΕ est naturellement plus restrictive que ΔΡ.
Les définitions ci-dessus permettent de déterminer une flexibilité variable et adaptée à la situation réelle à l'instant considéré. Ainsi, cette étape E20 permet d'ajuster de manière périodique, notamment en temps quasi-réel, la flexibilité autour de la production définie par le plan.
Les valeurs Pmin(t), Pmax(t) ainsi définies permettent de tracer les courbes d'évolution d'énergie suivantes, représentées sur la figure 5 :
- La courbe 22 représente l'énergie obtenue avec une puissance maximum définie à partir du scénario de l'instant t1 ;
- La courbe 23 représente l'énergie obtenue avec une puissance minimum définie à partir du scénario de l'instant t1 ;
- La courbe 24 représente l'énergie obtenue avec une puissance maximum définie à partir du scénario de l'instant t2 ;
- La courbe 25 représente l'énergie obtenue avec une puissance minimum définie à partir du scénario de l'instant t2. En variante, d'autres méthodes de calcul peuvent être choisies pour définir Pmin et Pmax, de sorte d'assurer le respect des contraintes du plan de production, tout en apportant une flexibilité suffisante pour la recherche de l'état de charge de consigne du dispositif de stockage d'énergie. Notamment, ces calculs prennent avantageusement en compte la production réelle à un instant donné, et les données du plan de production.
Une étape optionnelle intermédiaire E25 consiste en une vérification que les puissances autorisées minimum Pmin et maximum Pmax définies ci- dessus permettent d'atteindre l'énergie cible Eplan(ti+i) fixée par le plan de production à la fin de la sous-période. La figure 6 illustre ce mécanisme de vérification, qui consiste à considérer que si l'énergie produite dérive, à partir d'un point P qui peut être celui de t1 ou t2 de la figure 5 ou de tout autre scénario, selon l'une des puissances Pmin, scénario représenté par la courbe 26, ou Pmax, scénario représenté par la courbe 27, à partir d'un instant t pendant une durée dt,, alors la production ultérieure respectivement à une puissance Pplan + ΔΡ, représentée par la courbe 28, et Pplan - ΔΡ, représentée par la courbe 29, permettra d'atteindre une énergie produite comprise entre Eplan(ti+i)-AE et Eplan(t)+AE à la fin de la sous-période, donc conforme au plan de production.
Ensuite, le procédé met en œuvre une étape E30 de calcul d'une puissance cible Pcible(ti+i) du dispositif de stockage pour suivre le plan d'état de charge du dispositif de stockage. Cette puissance cible est obtenue par la formule suivante selon un mode de réalisation :
Pcible (ti+1) = (SOC(ti+1) - SOC(t)) * Capa / (ti+1 - 1)
Où la valeur SOC(ti+i) est celle définie par le plan d'état de charge, Capa représentant la capacité du dispositif de stockage 3. Les étapes précédentes permettent d'atteindre les trois objectifs illustrés par les figures 8 à 10 :
- L'énergie évolue sur chaque sous-période de manière conforme au plan de production, comme illustré par la figure 8, - La puissance reste dans la plage autorisée par le plan de production, comme illustré par la figure 9,
ces deux premiers objectifs étant atteints grâce à l'étape E20 décrite précédemment, puis
- L'état de charge du dispositif de stockage cherche à atteindre l'état de charge planifié par le plan d'état de charge, comme illustré par la figure 10, ce qui est plus particulièrement géré par l'étape E30 décrite précédemment.
En remarque, l'étape E20 de traduction des contraintes en énergie et puissance imposées par le plan de production pourrait se faire par un autre mécanisme que le calcul de puissances maximum et minimum à un instant donné.
La figure 7 illustre le principe mis en œuvre selon le mode de réalisation de l'invention selon une approche complémentaire, à l'étape E40 de commande de la puissance. L'unité de gestion 4 cherche à déterminer une commande P de puissance au dispositif de stockage, à transmettre aux composants du système de production d'énergie, pour suivre au mieux une puissance cible du dispositif de stockage, dans des limites imposées par les contraintes de production, définies par la production réelle et une puissance de production maximum et minimum représentant des tolérances en énergie et puissance. Dans cette approche, le système est donc piloté pour suivre un état de charge, dans la limite des contraintes de production et de leur tolérance, ce qui permet d'éviter les dérives des solutions de l'état de la technique. Le procédé met donc en œuvre une régulation, selon toute approche méthode connue, pour atteindre l'état de charge cible calculé.
Selon un mode de réalisation représenté par la figure 7, l'étape E40 consiste alors en l'application instantanée des consignes de pilotage établies aux étapes précédentes : en fonction de la production réelle Pmin et Pmax du système de production d'énergie 1 hybride et de la puissance Pcible du dispositif de stockage 3, et en fonction de la puissance du dispositif de production d'énergie intermittente 2, l'unité de gestion 4 transmet la commande de puissance du dispositif de stockage 3 de sorte à être le plus proche de la puissance Pcible tout en respectant les limites globales Pmin et Pmax du système de production d'énergie 1 hybride 1 . Une régulation primaire en fréquence est possible de manière optionnelle. Selon une variante de réalisation, une alarme peut être automatiquement déclenchée lorsque l'état de charge s'éloigne au-delà d'un seuil prédéfini du plan d'état de charge. Un paramètre seuil, représentant une tolérance de l'état de charge, est donc défini. Lorsque l'unité de gestion 4 détecte une dérive au-delà de cette tolérance, une alarme est automatiquement déclenchée.
Les figures 1 1 a à 1 1 c illustrent les avantages apportés par la solution par une simulation dans trois scénarios différents. Dans chaque scénario, une production photovoltaïque est simulée par une production en forme de créneaux, et le procédé selon le mode de réalisation de l'invention décrit précédemment est mis en œuvre. Cette mise en œuvre forme la première solution observée, qui est comparée avec quatre solutions alternatives (numérotées de 2 à 5) de gestion de la production d'énergie. La seconde solution cherche à atteindre le plan de production sans aucune flexibilité.
La troisième solution suit le plan de production avec une variation de puissance autorisée de ±10%.
La quatrième solution suit le plan de production avec une variation d'énergie autorisée de ±2,5%.
La cinquième solution suit le plan de production avec une variation de puissance autorisée de ±10% et en fixant un plan d'état de charge.
Le premier scénario représente la situation idéale dans laquelle la production réelle est égale à celle estimée. Le second scénario représente une situation dans laquelle la production estimée était supérieure de 15% à la réalité, et le troisième scénario une production estimée inférieure de 15% à la réalité.
Dans chaque scénario, quatre indicateurs de qualité sont mesurés :
- Le premier indicateur il mesure l'erreur obtenue sur l'énergie, par rapport au plan de production ;
- Le second indicateur i2 mesure l'erreur sur l'état de charge du dispositif de stockage, par rapport au plan d'état de charge ;
- Le troisième indicateur i3 calcule un cumul des pertes énergétiques ;
- Le quatrième indicateur i4 mesure l'écart entre l'état de charge maximal utilisé et l'état de charge minimal, ce qui représente le dimensionnement nécessaire du dispositif de stockage.
Les figures montrent les résultats importants suivants : - les troisième et cinquième solutions ne respectent pas l'énergie définie par le plan de production et ne sont donc pas acceptables ;
- parmi les solutions restantes, la première solution permet le meilleur suivi de l'état de charge planifié pour le dispositif de stockage (voir indicateur i2), dans les trois scénarios, tout en donnant des résultats très satisfaisants au niveau des autres indicateurs. Cela illustre bien la performance du procédé de gestion selon le mode de réalisation de l'invention.

Claims

Revendications
Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1 ) comprenant au moins un dispositif de production d'énergie intermittente (2) et au moins un dispositif de stockage d'énergie (3), comprenant une première phase d'élaboration d'un plan de production déterminant une puissance et une énergie cibles en sortie (6) du système de production d'énergie (1 ) pour une période future et des valeurs de tolérance pour ces grandeurs, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape préalable d'élaboration d'un plan d'état de charge (E10) pour le dispositif de stockage d'énergie (3) sur la période future, puis en ce qu'il répète les étapes suivantes dans une seconde phase du procédé pour plusieurs instants de la période future :
(E30) : calcul d'une puissance et/ou une énergie cible du dispositif de stockage (3) sur une prochaine sous-période pour suivre le plan d'état de charge du dispositif de stockage ;
(E40) : calcul d'une commande de puissance, transmise par une unité de gestion (4), pour commander le fonctionnement du système de production d'énergie (1 ), de sorte que l'état de charge du dispositif de stockage d'énergie (3) suit l'état de charge du plan d'état de charge et de sorte que le système de production d'énergie suit le plan de production d'énergie.
Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la seconde phase du procédé met de plus en œuvre pour les plusieurs instants de la période future une étape de détermination d'un minimum et d'un maximum (E20) de la production autorisée par le système de production d'énergie auxdits instants, pour éviter une dérive hors de la tolérance en énergie et puissance imposée par le plan de production.
Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de détermination d'un minimum et d'un maximum (E20) de la production autorisée par le système de production d'énergie comprend le calcul d'une puissance maximum (Pmax) et d'une puissance minimum (Pmin) à partir de la production réelle auxdits instants du système de production d'énergie et de données du plan de production.
Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calcul d'une puissance maximum (Pmax) et d'une puissance minimum (Pmin) comprend deux formules différentes selon que la production réelle est au-dessus de celle prévue par le plan de production ou en-dessous.
Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il découpe la période future en n sous-périodes délimitées par des instants t, (i variant de 0 à n), et en ce que la seconde phase du procédé met en œuvre la répétition des étapes suivantes selon des intervalles de temps dt :
(E20) - détermination d'un minimum et d'un maximum de la production autorisée par le système de production d'énergie (1 ) ;
(E30) - calcul d'une puissance cible du dispositif de stockage (3) pour suivre le plan d'état de charge ; (E40) - calcul d'une commande de puissance pour tendre vers la puissance cible dans les limites imposées par lesdits maximum et minimum.
Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de détermination d'un minimum et d'un maximum (E20) de la production autorisée comprend les calculs suivants :
Si la production d'énergie réelle Er(t) à l'instant t considéré est inférieure à l'énergie Eplan(t) prévue par le plan de production alors :
Pmax = Pplan + ΔΡ et
Pmin(t) = [ Er(t) - ( Eplan(ti+1) - ΔΕ)] / (ti+1 - 1)
Si la production d'énergie réelle Er(t) à l'instant t considéré est supérieure à l'énergie Eplan(t) prévue par le plan de production alors :
Pmax(t) = [ Er(t) - ( Eplan(ti+1) + ΔΕ)] / (ti+1 - 1)
Pmin = Pplan - ΔΡ
Où Pmax et Pmin représentent respectivement une puissance maximum et minimum autorisée pour le système de production d'énergie (1 ),
ΔΡ représente la variation de puissance autorisée par le plan de production,
ΔΕ représente la variation d'énergie autorisée par le plan de production,
Eplan(ti+i) représente l'énergie définie par le plan de production à la fin de la sous-période dans laquelle les calculs sont effectués à l'instant t. Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de calcul à l'instant t d'une puissance Pcible (ti+-i) et/ou une énergie cible (E30) du dispositif de stockage (3) sur une prochaine sous-période comprend le calcul suivant :
Pcible (ti+1) = (SOC(ti+1) - SOC(t)) * Capa / (ti+1 - 1)
Où SOC(ti+i) est l'état de charge défini par le plan d'état de charge à la fin t,+i de la sous-période dans laquelle les calculs sont effectués à l'instant t celle définie par le plan d'état de charge, SOC(t) est l'état de charge réel du dispositif de stockage (3) à l'instant t, et
Capa représentant la capacité du dispositif de stockage (3).
Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1 ) selon la revendication 3 et l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape intermédiaire (E25) consistant en une vérification à un instant t, que les puissances autorisées minimum (Pmin) et maximum (Pmax) définies permettent d'atteindre l'énergie cible Eplan(ti+i) fixée par le plan de production à la fin d'une sous-période à l'instant ti+1.
9. Procédé de gestion de la production d'énergie d'un système de production d'énergie (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de comparaison de l'état de charge du dispositif de stockage d'énergie (3) avec la valeur d'état de charge définie par le plan d'état de charge et une étape de déclenchement d'une alarme si la différence dépasse un seuil prédéfini.
10. Unité de gestion (4) d'un système de production d'énergie (1 ), caractérisée en ce qu'elle comprend des composants matériel et logiciel, et un dispositif de communication apte à communiquer avec un dispositif de production d'énergie intermittente (2) et un dispositif de stockage d'énergie (3) du système de production d'énergie (1 ), et en ce qu'elle met en œuvre un procédé de gestion de la production d'énergie du système de production d'énergie (1 ) selon l'une des revendications précédentes.
1 1 . Support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des moyens logiciels de mise en œuvre des étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 9.
12. Système de production d'énergie (1 ) comprenant au moins un dispositif de production d'énergie intermittente (2) et au moins un dispositif de stockage d'énergie (3), caractérisé en ce qu'il comprend une unité de gestion (4) qui met en œuvre un procédé de gestion de sa production d'énergie selon l'une des revendications 1 à 9.
PCT/EP2015/073182 2014-10-10 2015-10-07 Gestion de la production d'un systeme de production d'energie hybride WO2016055540A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1459750A FR3027170B1 (fr) 2014-10-10 2014-10-10 Gestion de la production d'un systeme energetique a production intermittente
FR1459750 2014-10-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016055540A1 true WO2016055540A1 (fr) 2016-04-14

Family

ID=52021270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/073182 WO2016055540A1 (fr) 2014-10-10 2015-10-07 Gestion de la production d'un systeme de production d'energie hybride

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3027170B1 (fr)
WO (1) WO2016055540A1 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3261210A1 (fr) * 2016-06-21 2017-12-27 General Electric Company Système et procédé de commande de la charge d'un dispositif de stockage d'énergie provenant d'une source d'énergie renouvelable
WO2019002636A3 (fr) * 2017-06-29 2019-03-07 Acciona Energía, S. A. Méthode pour le contrôle de rampes de puissance avec prédiction dans des installations de génération intermittente d'énergie
FR3111433A1 (fr) * 2020-06-16 2021-12-17 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procédé de détermination d’une énergie produite par une chaîne de production d’électricité comprenant un élément sujet au vieillissement
WO2023000581A1 (fr) * 2021-07-19 2023-01-26 科华数据股份有限公司 Procédé et dispositif de commande de charge pour une alimentation en énergie sans coupure pour un nouveau système de génération d'énergie électrique

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2996695A1 (fr) * 2012-10-09 2014-04-11 Electricite De France Centrale de pilotage d'une batterie de stockage d'energie

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2996695A1 (fr) * 2012-10-09 2014-04-11 Electricite De France Centrale de pilotage d'une batterie de stockage d'energie

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3261210A1 (fr) * 2016-06-21 2017-12-27 General Electric Company Système et procédé de commande de la charge d'un dispositif de stockage d'énergie provenant d'une source d'énergie renouvelable
WO2019002636A3 (fr) * 2017-06-29 2019-03-07 Acciona Energía, S. A. Méthode pour le contrôle de rampes de puissance avec prédiction dans des installations de génération intermittente d'énergie
US11387657B2 (en) 2017-06-29 2022-07-12 Acciona Energia, S.A. Method for controlling power ramps with prediction in intermittent power generation plants
FR3111433A1 (fr) * 2020-06-16 2021-12-17 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procédé de détermination d’une énergie produite par une chaîne de production d’électricité comprenant un élément sujet au vieillissement
WO2023000581A1 (fr) * 2021-07-19 2023-01-26 科华数据股份有限公司 Procédé et dispositif de commande de charge pour une alimentation en énergie sans coupure pour un nouveau système de génération d'énergie électrique

Also Published As

Publication number Publication date
FR3027170B1 (fr) 2017-12-08
FR3027170A1 (fr) 2016-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10833508B2 (en) Active power distribution network multi-time scale coordinated optimization scheduling method and storage medium
CA2848316C (fr) Stabilisation d'un reseau electrique dc
WO2016055540A1 (fr) Gestion de la production d'un systeme de production d'energie hybride
US9122274B2 (en) Test system for determining a frequency response of a virtual power plant
EP3071441B1 (fr) Dispositif et procede de recharge de vehicules electriques ou hybrides
EP2211300A1 (fr) Procédé de prévision de la production électrique d'un dispositif photovoltaïque
EP2842223B1 (fr) Procede de commande de charge d'une batterie
EP2907212B1 (fr) Centrale de pilotage d'une batterie de stockage d'énergie
CN106329553A (zh) 风电场运行控制装置、方法以及风电场系统
FR3089164A1 (fr) Procédé de gestion optimisée de la charge d’une flotte de véhicules électriques.
FR3091058A1 (fr) Procédé et dispositif de commande de recharge et de décharge de batteries d’un ensemble desdites batteries avec recharge partielle d’une batterie
EP2928721A1 (fr) Procédé de gestion distribuée de la charge de batteries de traction de véhicules électriques
FR3006819A1 (fr) Procede de reglage de tension sur les reseaux de distribution en presence de production decentralisee
US20170324244A1 (en) Power demand estimation apparatus, power demand estimation method, and program
FR3036005B1 (fr) Procede et dispositif de fourniture d'offre agregee d'energie electrique
EP2786320B1 (fr) Procede d'estimation de la stabilite d'un systeme electrique
EP4246755A1 (fr) Pilotage coordonné d'un agrégat pour fournir un réglage primaire de fréquence
EP3407454B1 (fr) Dispositif d'interfaçage entre un réseau électrique général et un réseau électrique local permettant un échange local d'énergie
WO2017102732A1 (fr) Conception et pilotage d'un systeme de production energetique mixte
FR3030923A1 (fr) Procede de fonctionnement d'une centrale de pilotage d'une batterie
FR3049742A1 (fr) Procede d'optimisation de la consommation electrique d'une installation
EP2849303B1 (fr) Procédé de régulation de la puissance consommée sur un réseau électrique et entité de pilotage de la consommation sur ce réseau électrique
EP3840164A1 (fr) Procédé et dispositif de pilotage d'un ensemble de production d'électricité, et ensemble de production associé
FR2987948A1 (fr) Procede et dispositif de gestion de la distribution d'energie
OA17376A (fr) Centrale de pilotage d'une batterie de stockage d'énergie.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15778910

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15778910

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1