Façonner l'avenir des micro-réseaux : banc d'essai hybride CC-CA PHIL
GRÉPCI – École de technologie supérieure (ÉTS)
Énergie
12 / 04 / 2024
L'entreprise
Le GRÉPCI (Groupe de recherche en électronique de puissance et en contrôle industriel) de l’École de technologie supérieure (ÉTS) de Montréal, au Canada, est spécialisé dans l’électronique de puissance, les réseaux électriques, les systèmes de contrôle intelligents, les énergies renouvelables et la simulation en temps réel. Ce groupe développe des solutions innovantes qui améliorent la conception, l’exploitation et l’intégration des micro-réseaux, en relevant les défis liés à la gestion des flux de puissance, à la compatibilité des ressources, à la fiabilité des systèmes, à la cybersécurité et à la stabilité du réseau.
Le système hybride CC-CA PHIL développé par OPAL-RT offre une « plateforme » permettant de tester et de valider de nouvelles topologies d’IBR/DER, leur contrôle et leur intégration par étapes au sein de grands micro-réseaux. Il constitue un outil précieux pour les chercheurs de l’ÉTS, leur permettant d’aborder plusieurs domaines de recherche allant de l’ micro-réseau ux études sur la cybersécurité, en passant par les véhicules électriques raccordés au réseau, le V2G, l’ Énergie s ressources décentralisées (DER) et la gestion des ressources, etc. De plus, la possibilité de contrôler le banc d’essai à distance permet d’ouvrir l’accès à d’autres communautés de recherche situées au Québec et ailleurs.
Kamal Al-Haddad
ÉTS
Les défis
- Intégration complexe des énergies renouvelables : l'intégration de diverses sources d'Énergie s — panneaux solaires photovoltaïques, éoliennes et batteries — au sein d'un écosystème d'micro-réseau cohérent soulève des complexités liées à la compatibilité, à la fiabilité et à l'évolutivité.
- Exigences de contrôle sophistiquées : la coordination de plusieurs technologies nécessite des systèmes de contrôle capables d'optimiser les performances dans des conditions de charge variables et face à des données d'Énergie s fluctuantes.
- Raccordement au réseau : pour garantir un fonctionnement sans faille aussi bien en mode raccordé au réseau qu’en mode isolé, il est nécessaire d’assurer une synchronisation précise et une coordination des protections afin de préserver la qualité et la stabilité de l’alimentation électrique.
- Vulnérabilités en matière de cybersécurité : les micro-réseaux sont confrontés à des menaces croissantes liées aux cyberattaques, ce qui nécessite un environnement de test sécurisé pour développer et valider des mesures de protection.
La solution OPAL-RT
OPAL-RT a livré un banc d'essai PHIL hybride CC-CA complet, logé dans deux armoires de 40U, comprenant :
- Contrôle principal et simulation : le simulateur en temps réel OP5707XG fait office de contrôleur principal et utilise MATLAB® et RT-LAB pour la surveillance du système et la mise en œuvre des modèles.
- Architecture matérielle flexible : un système à barres omnibus multiples (une barre CA, deux barres CC) gère les flux d'énergie, avec le soutien de contrôleurs RCP OP8666 et d'amplificateurs de puissance polyvalents qui simulent des générateurs, des émulateurs de réseau et des systèmes de stockage d'Énergie .
- Électronique de puissance modulaire : des convertisseurs offrant une grande flexibilité permettent de réaliser diverses topologies (CC-CC, CC-CA, etc.) avec une protection intégrée contre les surtensions, les surintensités et les courts-circuits.
- Sécurité et surveillance du système : un algorithme de protection avancé et un tableau de bord complet protègent le matériel contre les courants d'appel et les défaillances de communication, tout en facilitant un débogage efficace.
Nous tenons à remercier OPAL-RT pour la formation spécialisée dispensée et la mise en service réussie du banc d’essai hybride CC-CA PHIL. Cette é plateforme de pointe renforce considérablement nos capacités de recherche au GRÉPCI, nous permettant d’approfondir notre réflexion sur les défis liés à l’intégration de l’ micro-réseau et aux é Énergie s renouvelables. Nous sommes ravis de pouvoir utiliser cet outil pour faire avancer notre mission de développement de solutions d’ Énergie durables.
Mojtaba Ayaz et Eric Laurendeau
GRÉPCI
Les résultats
Le banc d'essai hybride CC-CA PHIL a été livré et mis en service avec succès au GRÉPCI :
- Mise en service réussie : une mise en service rigoureuse sur site et des essais de réception sur site (SAT) ont permis de valider le système aussi bien en mode CA qu’en mode CC-CA.
- Formation pratique : les chercheurs du GRÉPCI ont bénéficié d'une formation spécifique visant à optimiser l'utilisation du système pour répondre à leurs besoins de recherche.
- Recherche opérationnelle plateforme: Le banc d'essai est désormais pleinement opérationnel au laboratoire du GRÉPCI et soutient la recherche dans les domaines de l'micro-réseau , de l'Énergie des énergies renouvelables, des véhicules électriques (VE) et du V2G, ainsi que de la cybersécurité.
- Architecture évolutive : la conception modulaire, complétée par des bornes CA et CC supplémentaires, permet d'étendre le banc d'essai tant en taille qu'en puissance afin de simuler des environnements d'micro-réseau s de plus grande envergure.
- Collaboration à distance : les fonctionnalités de contrôle à distance permettent aux communautés de chercheurs de tout le Québec et d'ailleurs d'accéder aux installations sans avoir à s'y rendre physiquement.
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