Atténuation rapide des risques d’instabilité du réseau électrique

Atténuation rapide des risques d'instabilité du réseau électrique

Crédits: Pavel Odinev / Skoltech

Les scientifiques de Skoltech, en collaboration avec des chercheurs de l’Université de l’Arizona et du Los Alamos National Laboratory, ont développé une approche qui permet aux réseaux électriques de revenir rapidement à la stabilité après une perturbation de la réponse à la demande. Leur recherche à la croisée de la réponse à la demande, des réseaux intelligents et du contrôle du réseau électrique a été publiée dans la revue Énergie appliquée.

Les réseaux électriques sont des systèmes complexes qui gèrent la production, la transmission et la distribution d’énergie électrique aux consommateurs, également appelés charges. Comme il n’est pas possible de stocker de l’énergie électrique le long des lignes de transport, les gestionnaires de réseau doivent assurer, idéalement à tout moment, l’équilibre entre la production et la consommation d’énergie électrique, c’est-à-dire la stabilité des réseaux électriques. S’il est essentiel de garantir la fourniture d’électricité aux consommateurs et de répondre à leurs besoins, des événements aléatoires, tels que des pannes électriques, des fluctuations dues à la pénétration des énergies renouvelables ou une demande soudaine et excessive, peuvent perturber la stabilité du réseau, conduisant éventuellement à des baisses de tension ou pire, des pannes de courant. . Une situation concrète illustrative est celle où la demande d’électricité pour la climatisation est élevée en cas de vagues de chaleur et ne peut être satisfaite. Si la réserve de puissance électrique est insuffisante, des pannes de courant continuelles peuvent être mises en œuvre sur une partie ou la totalité du réseau de distribution; cette stratégie de gestion, ou pire, les échecs qui conduisent à des pannes d’électricité non contrôlées affectent profondément le confort et le bien-être des clients, ainsi que le fonctionnement et la rentabilité des entreprises de services publics.

Une planification minutieuse par les fournisseurs d’électricité est essentielle pour gérer les pics de demande. Pour éviter les imprévus, des solutions existent: réserves des générateurs, services auxiliaires et réponse à la demande. Cette dernière solution implique les clients qui peuvent réduire ou déplacer leur consommation d’électricité à des moments appropriés pour l’entreprise en échange de prix plus bas. Les entreprises peuvent également tirer parti des programmes de contrôle direct de la charge agissant, par exemple, sur les interrupteurs des climatiseurs et des chauffe-eau.

«La réponse à la demande est une solution peu coûteuse et flexible qui repose sur la tolérance des clients à une perturbation temporaire de leur confort, mais elle peut également causer des problèmes tels que la synchronisation parasite des appareils individuels. En termes simples, après une opération de réponse à la demande comme en allumant tous les appareils, les appareils seront tous dans le même état, consommant de l’énergie; puis après un certain temps, ils seront tous éteints, puis rallumés presque simultanément, et ainsi de suite, si aucune mesure n’est prise pour éviter un tel En d’autres termes, si tous les appareils se synchronisent, le réseau électrique doit supporter le stress des oscillations de consommation susceptibles de provoquer une instabilité, et certainement de retarder la disponibilité de l’ensemble pour une période de réponse à la demande ultérieure », commente le professeur Henni Ouerdane.

Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont analysé la relaxation de la dynamique de consommation d’énergie d’un ensemble de charges contrôlées par thermostat (climatiseurs) après une perturbation de réponse à la demande. La relaxation doit se produire assez rapidement pour garantir l’efficacité énergétique, la stabilité du réseau et le retour à la «zone de confort» des consommateurs.

<< L'accent était mis sur un modèle discret qui capture la dynamique discrète réelle du système lorsque les informations et les signaux de commande sont envoyés sur des intervalles de temps discrets. Bien qu'il ait été montré précédemment à l'aide d'un modèle continu dans le temps, la relaxation peut être accélérée par le champ moyen. contrôle, il est essentiel pour la gestion pratique de la charge de s'appuyer plutôt sur des modèles de contrôle discrétisés. L'étude démontre que la super-relaxation est une véritable caractéristique des modèles discrétisés, mais aussi comment ces modèles basés sur quelques paramètres de contrôle fournissent aux opérateurs de systèmes énergétiques un moyen de gérer efficacement la dynamique de consommation des charges agrégées », ajoute l'auteur principal de l'étude et Skoltech Ph.D. l'étudiante Ilia Luchnikov.

«Notre travail porte essentiellement sur l’utilisation optimale des ressources énergétiques et la durabilité des systèmes électriques, mais la portée de la réponse à la demande s’étend au-delà de la gestion des systèmes électriques, car elle peut être appliquée dans d’autres contextes tels que le secteur de l’eau, l’industrie pétrolière et les déchets. gestion », conclut le professeur Ouerdane.


Les appareils intelligents pour programmer la consommation d’électricité peuvent empêcher les pannes de courant


Plus d’information:
I. Luchnikov et coll. Super-relaxation d’un ensemble de charges énergétiques quantifiées spatio-temporelles pour freiner leur synchronisation après une perturbation de réponse à la demande, Énergie appliquée (2021). DOI: 10.1016 / j.apenergy.2020.116419

Fourni par Skolkovo Institute of Science and Technology

Citation: Atténuation rapide des risques d’instabilité du réseau électrique (2021, 21 avril) récupéré le 21 avril 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-04-fast-mitigation-power-grid-instability.html

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