Une nouvelle approche pour améliorer le contrôle de puissance des parcs éoliens

Une nouvelle approche pour améliorer le contrôle de puissance des parcs éoliens

Figure résumant le cadre du contrôleur. Crédit : Silva et al

Pour ralentir le changement climatique et prévenir ses conséquences néfastes, les humains devront passer à des sources d’énergie plus durables. Des ingénieurs du monde entier ont ainsi travaillé sur un large éventail de technologies capables de convertir des ressources naturelles, telles que la lumière du soleil, le vent et l’eau, en énergie électrique.

Les éoliennes, dispositifs capables de convertir l’énergie cinétique du vent en électricité, font partie des solutions énergétiques durables prometteuses et largement mises en œuvre. Malgré leurs caractéristiques avantageuses, le réseau électrique de la plupart des éoliennes existantes et des autres solutions énergétiques alternatives peut être très instable.

Plusieurs gouvernements ont ainsi commencé à introduire une législation obligeant les exploitants d’éoliennes à offrir des services de réseau auxiliaires. Il s’agit essentiellement de fonctions qui aident les gestionnaires de réseau à maintenir un flux d’électricité fiable, en traitant les écarts entre l’offre et la demande d’énergie.

Des chercheurs de l’Université de technologie de Delft (TU Delft) ont récemment développé un contrôleur qui pourrait aider à mieux gérer la puissance énergétique des parcs éoliens, grâce à ce que l’on appelle le “contrôle de la puissance active”. Ce contrôleur, présenté dans un article pré-publié sur arXiv, pourrait contribuer à améliorer les performances des parcs éoliens, facilitant ainsi leur déploiement dans le monde.

“La conception proposée améliore la stabilité du suivi de puissance et permet une compréhension simple, où chaque turbine est considérée comme un système à temporisation pure”, ont écrit Jean Gonzalez Silva, Bart Matthijs Doekemeijer, Riccardo Ferrary et Jan-Willem van Wingerden dans leur article. .

Pour suivre la puissance des éoliennes, l’approche des chercheurs utilise un algorithme en boucle fermée. Cet algorithme a une boucle d’anticipation et une boucle de rétroaction. Le premier assure le suivi de la puissance lorsque les turbines ne sont pas saturées, tandis que le second suit la puissance lorsque l’une des turbines, mais pas toutes, est saturée.

Gonzales Silva et ses collègues ont évalué leur contrôleur dans une série de tests exécutés sur SOWFA, un simulateur de centrale éolienne haute fidélité. Remarquablement, ils ont constaté que leur approche améliorait considérablement le suivi de la puissance active totale pour les parcs éoliens simulés, augmentant la production d’électricité jusqu’à 15 % de plus qu’une approche de référence.

“L’article a étudié les performances de contrôle avec différentes distributions de puissance nominale dans un état complètement éveillé et une disponibilité de puissance limitée”, ont expliqué les chercheurs dans leur article. “Les résultats démontrent l’amélioration de la production d’électricité obtenue en fermant la boucle de contrôle, par rapport à un fonctionnement gourmand.”

L’amélioration du suivi de la puissance active totale et de la production d’énergie des éoliennes mise en évidence par les simulations des chercheurs suggère que leur approche pourrait contribuer à améliorer considérablement les performances des parcs éoliens du monde réel. Cependant, l’équipe a également observé une série de petites pointes et d’oscillations indésirables sur la puissance active de leur solution en boucle fermée. Dans leurs prochaines études, ils prévoient d’essayer de concevoir une stratégie pour éliminer ou s’adapter à ces oscillations, afin d’améliorer les performances et la fiabilité de leur approche.

“Nos recherches futures élaboreront une distribution intelligente variant dans le temps de la puissance active nominale en prédisant la puissance disponible, ainsi qu’en tenant compte des turbines contraintes conçues en raison des défauts et des défaillances de la solution APC proposée”, ont écrit les chercheurs dans leur article.


La direction des éoliennes crée un plus grand potentiel énergétique


Plus d’information:
Jean Gonzalez Silva, Bart Matthijs Doekemeijer, Riccardo Ferrari, Jan-Willem van Wingerden, Contrôle de la puissance active des parcs éoliens : une approche instantanée des conditions de réveil. arXiv:2204.05417v1 [eess.SY]arxiv.org/abs/2204.05417

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Citation: Une nouvelle approche pour améliorer le contrôle de la puissance des parcs éoliens (2022, 2 mai) récupéré le 2 mai 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-05-approach-power-farms.html

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