L'ENIT améliore la capacité d'hébergement des énergies renouvelables grâce à la simulation en temps réel

Le client

L'ENIT (École nationale d'ingénieurs de Tunis) est une chef de file e de la recherche et de l'enseignement dans le domaine des systèmes d'Énergie en Tunisie. Elle micro-réseauplateforme soutient la transition de la Tunisie vers les réseaux intelligents en facilitant les essais, la validation et l’innovation dans les domaines de l’intégration des énergies renouvelables et de l’é Énergie . L’ plateforme comprend deux micro-réseaux de 15 kVA (monophasé et triphasé), une capacité photovoltaïque de 16 kW et un système de stockage au lithium-ion de 7,2 kWh, ainsi que des émulateurs de charge, de panneaux photovoltaïques, de batterie et de réseau.

ENIT collabore avec OPAL-RT depuis 2020 afin de stimuler l'innovation dans le domaine des systèmes électriques grâce au prototypage rapide de systèmes de commande et à la co-simulation CPU-FPGA.

Les défis

Face à l'essor rapide des systèmes photovoltaïques (PV) et de stockage par batterie en Tunisie, le réseau de distribution est confronté à de nouveaux défis :

• Impact des ressources basées sur des onduleurs (IBR) sur la qualité du réseau : comprendre les répercussions des ressources basées sur des onduleurs (IBR) sur la qualité et la stabilité de l'alimentation électrique
• Limites de capacité d'accueil : Augmenter la capacité d'accueil des bornes de recharge pour les énergies renouvelables et les véhicules électriques (VE) sur les réseaux de distribution existants.
• Validation des stratégies de contrôle avancées : élaboration et validation de stratégies de contrôle avancées dans des conditions réalistes, allant des résonances LCL aux pics de charge des véhicules électriques.
• Limites des essais physiques : Les essais physiques seuls présentaient des limites en termes de coût, de complexité et de flexibilité. ENIT avait besoin d'une méthode évolutive et précise pour simuler divers scénarios tout en accélérant le prototypage.

La solution OPAL-RT

L'ENIT a intégré l'plateforme de simulation en temps réel d'OPAL-RT dans son centre de recherche « micro-réseau » :

• Matériel : le simulateur en temps réel OPAL-RT constitue le cœur de l'plateforme, permettant une co-simulation FPGA-CPU pour une haute fidélité et une faible latence.
• Logiciels : les chaînes d'outils eHS (boîte à outils d'électronique de puissance basée sur un FPGA) et « ARTEMiS » (simulateur électromécanique avancé en temps réel) permettent une simulation détaillée au niveau des commutations de l'électronique de puissance et de la dynamique du réseau.
• Modes de test : prend en charge la simulation en temps réel, ainsi que les tests HIL, C-HIL, SIL et PHIL au sein d'un environnement unique et unifié.
• Intégration : intégration transparente avec des équipements physiques, notamment les convertisseurs Imperix, Cinergia et TeknoCEA, pour des configurations de test hybrides.

Les résultats

ENIT a obtenu des résultats de recherche significatifs dans le cadre de multiples cas d'utilisation :

• Commande adaptative de l'onduleur : mise au point d'une commande adaptative d'impédance virtuelle visant à atténuer les résonances du filtre LCL, à améliorer la qualité de l'énergie et à renforcer la stabilité du système.
• Jumeau numérique pour les prosommateurs : création d'un jumeau numérique basé sur le modèle SIL simulant un prosommateur alimenté par une installation photovoltaïque micro-réseau, permettant une validation rapide des stratégies de contrôle.
• Stabilisation de la tension grâce au « ressort électrique » : modélisation et validation de dispositifs de type « ressort électrique » (ES) destinés à stabiliser la tension dans des conditions de réseau variables, afin d'améliorer la gestion de la demande.
• Co-simulation d'un chargeur pour véhicule électrique : simulation d'un chargeur embarqué de 3,7 kW avec correction du facteur de puissance, garantissant un comportement transitoire précis sous des charges variables.

Principaux projets de recherche soutenus :

• PV-NeTE : une « plateforme » basée sur PHIL pour explorer de nouvelles technologies photovoltaïques
• IRoN : Recherche sur l'intégration des installations photovoltaïques sur les toitures et leurs répercussions sur le réseau électrique
• N-TeQ : Développement de stratégies d’ micro-réseau s pour une qualité d’énergie dynamique

Perspectives d'avenir : l'ENIT prévoit d'intégrer des convertisseurs Imperix de 20 kVA à l'OP4512 pour mener des expériences PHIL avancées, en testant en temps réel les émulateurs BESS, PQID et PV au sein de l'plateforme Pla-NeTE.

Lire l'article complet