Gestion du Microgrid DC du GridLab

Gestion du Microgrid DC du GridLab

Implémentation sur le système réel

Une fois le fonctionnement de l’EMS vérifié en simulation, un programme python est développé afin de le tester sur le bus DC du GridLab. Le diagramme de classe correspondant se trouve à l’Annexe 8. L’algorithme de l’EMS est illustré ci-après. Le fonctionnement d’une boucle de gestion se déroule en trois étapes. Tout d’abord, l’algorithme reçoit les informations qui lui sont indispensables, c’est-à-dire la puissance PV, la consommation, le SOC des batteries ainsi que la prévision de puissance solaire pour l’heure actuelle. Ensuite la consigne de puissance pour la batterie Pb est calculée, si le SOC actuel le permet, en fonction de la prédiction établie. La période de cette boucle est d’une heure, ce qui correspond au temps entre deux points de prédiction solaire. Finalement, la puissance donnée aux batteries Li-ion est modifiée toutes les 10 secondes, elle se base sur la puissance solaire, la puissance consommée au moment du calcul, ainsi que sur la puissance actuelle assignée à la batterie Pb. La dernière version de l’EMS est en fonction depuis le 23.07.2018. L’analyse des résultats se fait à compter de cette date. Le schéma de principe de l’EMS est visible ci-après. Les Inputs nécessaires à son fonctionnement proviennent de la base de données liée à Cloud.iO. La production totale est calculée toutes les 10 secondes en sommant les valeurs actuelles de chaque panneau et renvoyée sur la base de données. Il en va de même pour le stockage et la consommation. La prédiction PV est faite par un autre programme la veille pour le lendemain. Elle est ensuite également déposée sur le Cloud. La planification des charges est, quant à elle définie en locale dans le code Python. La prévision de production ainsi que la planification de la consommation donnent une puissance par heure. Elle transite ensuite par un filtre passe-bas afin de moyenner cette puissance et ainsi atténuer encore les variations de consignes aux batteries Plomb. Une fois cette première consigne définie, l’excédent éventuel de puissance est calculé et réparti entre les deux batteries Li-Ion.

Conclusion et perspectives

L’EMS mis en fonction sur le bus DC du gridLab remplit son rôle de minimisation des échanges avec le réseau alternatif. Ne pouvant jouer sur la dynamique des instruments de mesures, la performance de la gestion varie encore en fonction de la météo. Le taux de variation de la puissance solaire est tel que malgré les fonctions ajoutées afin de tenter de détecter ces perturbations, il est impossible de réagir à des changements qui interviennent en dessous de dix secondes. Une solution pourrait être d’ajouter une mesure de l’irradiation solaire plus réactive, grâce à un pyranomètre. La production étant directement liée à l’irradiation, si fréquence de la prise de mesure est assez grande, il est possible de mieux réagir aux épisodes nuageux. D’autre part, le taux d’activité du bus ainsi que celui d’autoconsommation ont pu être améliorés grâce au gestionnaire. La gestion anticipative de la batterie Pb n’a pas pu être entièrement testée et devra attendre que le convertisseur défectueux soit remplacé, mais les simulations ainsi que les premières versions de l’algorithme de gestion ont d’ores et déjà prouvé que cette gestion était fonctionnelle. La version 2.0 de l’Active Front End est en passe d’être mise en fonction sur le bus. La possibilité de régler les échanges de puissance grâce au Droop est encore à étudier et demandera certaines modifications au niveau de l’EMS. La boucle de réglage dans le contrôleur des batteries doit également être mise à jour afin de s’adapter aux changements. Le schéma de simulation doit lui aussi être modifié afin de pouvoir effectuer des tests sur le nouvel EMS. Les consommateurs cités en introduction et qui ne sont pas encore raccordés permettront à l’avenir d’améliorer le taux d’autoconsommation, car l’énergie produite est suffisante et n’attend plus qu’une quantité d’énergie consommée plus importante. Du stockage supplémentaire est également en cours d’installation, elle permettra d’une part de garder l’énergie stockée sur des périodes plus longue, mais aussi de mettre à disposition un stockage d’énergie pour le gestionnaire de réseau. L’ajout de nouvelles fonctionnalités implique évidemment l’adaptation du gestionnaire. Avec le développement des réseaux décentralisés, l’utilisation d’EMS de plus en plus complets et complexes va prendre de l’ampleur, dès lors les tâches qu’il peut avoir à accomplir en deviennent très diverses. Si dans ce travail, seule la fonction d’écrêtage a pu être mise en service, il est parfaitement envisageable de le programmer afin de réaliser d’autre tâches, telles que des services systèmes rendus au GRD local qui dès lors peut agir sur une multitude de petits réseaux éparses.

Table des matières

1. Introduction
1.1 Contexte général
1.2 Le microgrid DC du GridLab
1.3 Objectifs
2. Méthode
2.1 Stratégie de gestion
2.2 Simulation
2.3 Implémentation sur le système réel
3. Résultats
3.1 Simulation
3.2 Système physique
4. Conclusion et perspectives
5. Bibliographie
6. Annexes

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