OA18100A - Method of controlling and regulating an electrical network. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de régulation en temps réel de la puissance injectée sur un réseau des sources d'énergie renouvelable (3, 4) et non renouvelable (2) afin de maximiser l'utilisation de l'énergie renouvelable tout en assurant le bon fonctionnement du réseau. Ce procédé considère une pluralité de critères considérés comme représentatifs de la qualité, stabilité et sécurité du réseau. Une boucle de régulation intervient pour chacun de ces critères. The present invention relates to a method for regulating in real time the power injected into a network of renewable (3, 4) and non-renewable (2) energy sources in order to maximize the use of renewable energy while ensuring the proper functioning of the network. This method considers a plurality of criteria considered as representative of the quality, stability and security of the network. A regulation loop intervenes for each of these criteria.

Description

PROCEDE DE CONTROLE ET REGULATIONCONTROL AND REGULATION PROCESS

D’UN RESEAU ELECTRIQUEOF AN ELECTRICAL NETWORK

L’invention concerne le contrôle et la régulation de l’énergie fournie sur un réseau électrique, l’énergie étant celle fournie par des dispositifs à énergie renouvelable d’une part, et des dispositifs qui ne sont pas à énergie renouvelable d’autre part.The invention relates to the control and regulation of the energy supplied to an electrical network, the energy being that supplied by renewable energy devices on the one hand, and non-renewable energy devices on the other hand. .

On entend par « dispositifs à énergie renouvelable » dans la suite de la description, les dispositifs fournissant de l’énergie à partir du vent, du soleil, de l’eau gravitaire, des marées, etc..., à savoir l’énergie qui n’est pas issue de combustibles fossiles ou de centrales nucléaires.In the remainder of the description, the term “renewable energy devices” is understood to mean devices supplying energy from the wind, the sun, gravity water, tides, etc., namely energy. that is not derived from fossil fuels or nuclear power plants.

A l’inverse, on entend par « dispositifs qui ne sont pas à énergie renouvelable », les dispositifs à énergie thermique qui fabriquent de l’électricité à partir de combustibles fossiles, tels que le pétrole et le gaz, ainsi que les centrales nucléaires.Conversely, "devices that are not renewable energy" are understood to mean thermal energy devices that produce electricity from fossil fuels, such as oil and gas, as well as nuclear power plants.

L'invention sera plus particulièrement décrite en regard, sans toutefois y être limitée, à des dispositifs à énergie renouvelable du type éoliennes (énergie fournie par le vent) et panneaux photovoltaïques (énergie solaire), et de dispositifs qui ne sont pas à énergie renouvelable du type groupes électrogènes.The invention will be more particularly described with regard to, without however being limited thereto, renewable energy devices such as wind turbines (energy supplied by the wind) and photovoltaic panels (solar energy), and devices which are not renewable energy. of the generator type.

Jusqu’à présent, chaque réseau de distribution électrique a été conçu selon une production centralisée pour délivrer en aval d’une installation une puissance électrique aux abonnées consommateurs de manière uniforme, c’est-à-dire avec la même qualité d’électricité. JUp to now, each electrical distribution network has been designed according to centralized production to deliver electrical power downstream of an installation to consumer subscribers in a uniform manner, that is to say with the same quality of electricity. J

Les réseaux de distribution électrique n’ont pas été conçus à l’origine pour que d’autres dispositifs fournissant de l’énergie, en particulier des dispositifs à énergie renouvelable, se connectent sur ces réseaux (production décentralisée).Electricity distribution networks were not originally designed so that other devices providing energy, in particular renewable energy devices, can be connected to these networks (decentralized production).

En effet, lorsqu’il s’agit d’associer, à différents endroits du réseau électrique, des dispositifs de production d’électricité à énergie renouvelable, cela bouleverse la puissance d’alimentation et les flux de puissance transitant sur le réseau.Indeed, when it comes to associating, in different places of the electricity network, devices for the production of electricity using renewable energy, this disrupts the power supply and the power flows passing through the network.

A l’origine, le réseau possède sa propre puissance d’injection en fonction des installations consommatrices d’électricité. Or, les dispositifs à énergie renouvelable remplaçant une partie de la production fossile et venant se raccorder sur le réseau, injectent de l’énergie supplémentaire, en modifiant les flux de puissance, ce qui peut engendrer divers problèmes. A titre d’exemples :Originally, the network had its own injection power depending on the electricity consuming installations. However, renewable energy devices replacing part of the fossil fuel production and connecting to the grid, inject additional energy, by modifying the power flows, which can cause various problems. As examples:

Si trop d’énergie circule dans un câble dont la section a été adaptée à la seule puissance initialement prévue, un risque de surchauffe du câble peut survenir, entraînant à terme un risque de départ de feu ou de détérioration du câble, et des courts-circuits.If too much energy circulates in a cable whose section has been adapted to the only power initially planned, a risk of overheating of the cable may occur, eventually leading to a risk of fire or damage to the cable, and short- circuits.

L’injection de puissance en un point décentralisé du réseau peut conduire à des problèmes de surtension aux bornes d’une charge consommatrice d’électricité et proche de ce point, engendrant des dégradations éventuelles sur le matériel de cette charge, voire même sa détérioration.The injection of power at a decentralized point of the network can lead to overvoltage problems at the terminals of an electricity consuming load and close to this point, causing possible damage to the equipment of this load, or even its deterioration.

La qualité d’électricité délivrée sur l’ensemble du réseau est très fortement susceptible d’être affectée. Or, il est indispensable que toutes les charges consommatrices d’électricité reliées au réseau soient alimentées selon une même qualité au regard pourtant de leurs particularités. Par exemple, une première charge du type (ΛThe quality of electricity delivered to the entire network is very likely to be affected. However, it is essential that all the electricity consuming loads connected to the network be supplied with the same quality, however, in view of their particularities. For example, a first load of the type (Λ

J installation/serveur informatique n’aura pas les mêmes exigences quant aux harmoniques de tension et de courant sur le réseau qu’une deuxième charge du type moteur de forage.The installation / computer server will not have the same requirements for voltage and current harmonics on the network as a second load of the drilling motor type.

Pour éviter tous problèmes, afin de garantir au consommateur la disponibilité des sources, la protection des personnes et du matériel connecté au réseau, et la fourniture d’une alimentation électrique fiable et de qualité continue sans risque de perturbation du réseau quelles que soient les variations en demandes d’électricité au cours du temps, l’administrateur/le gestionnaire du réseau et du dispositif de distribution électrique à énergie non renouvelable, impose aujourd’hui des plafonds d’injection de puissance à l’égard des dispositifs à énergie renouvelable. Il s’agit de la capacité d’accueil du réseau au point de connexion considéré. Cela entraîne des coûts d’exploitation plus importants (plus de carburant consommé,...) que dans le cas où les énergies renouvelables sont utilisées sans limitation de la puissance.To avoid any problems, in order to guarantee the consumer the availability of sources, the protection of people and equipment connected to the network, and the supply of a reliable and continuous quality power supply without risk of disturbance of the network whatever the variations in terms of electricity demands over time, the administrator / manager of the network and of the non-renewable energy electrical distribution system, today imposes power injection ceilings with regard to renewable energy devices. This is the capacity of the network at the connection point in question. This leads to higher operating costs (more fuel consumed, etc.) than in the case where renewable energies are used without power limitation.

Ainsi, afin de palier tout risque de bouleversement du réseau, principalement en raison des aléas d’injection de puissance liés à la production d’énergie renouvelable qui est effectivement variable au cours du temps, la puissance d’injection maximum imposée pour un dispositif d’énergie renouvelable est calculée en prenant comme hypothèses des configurations du réseau extrême (puissances de court-circuit minimale et maximale). En réalité, ces états de réseaux contraints peuvent s’avérer extrêmement rares voire quasi-inexistants. Cela signifie donc que la limite maximale d’injection de la puissance renouvelable sur le réseau en conditions normales de fonctionnement est fortement diminuée car le cas de référence pour le calcul de cette limite est un réseau beaucoup plus contraint, donc autorisant moins d’énergie renouvelable.Thus, in order to mitigate any risk of disruption to the network, mainly due to the power injection hazards associated with the production of renewable energy which is effectively variable over time, the maximum injection power imposed for a device Renewable energy is calculated by taking extreme network configurations (minimum and maximum short-circuit powers) as assumptions. In reality, these constrained network states can turn out to be extremely rare or almost nonexistent. This therefore means that the maximum limit for injecting renewable power into the network under normal operating conditions is greatly reduced because the reference case for calculating this limit is a much more constrained network, therefore allowing less renewable energy. .

L’administrateur/le gestionnaire du réseau impose donc le plus souvent au producteur d’énergie renouvelable une puissance d’injection fortement limitée, et parfois même conclut à un raccordement du dispositif de distribution électrique à énergie renouvelable, impossible.The network administrator / manager therefore most often imposes severely limited injection power on the producer of renewable energy, and sometimes even concludes that it is impossible to connect the electricity distribution system to renewable energy.

Alors même que des directives environnementales de nombreux pays imposent d’augmenter de manière conséquente l’énergie renouvelable au regard de l’énergie fossile, les dispositifs d’énergie renouvelable qu’on installe ne sont nullement utilisés par rapport à leur capacité maximale de production d’énergie, et cela tout particulièrement dans le cas de réseaux faibles, ou îlotés soumis à la production décentralisée.Even though the environmental directives of many countries impose a substantial increase in renewable energy compared to fossil energy, the renewable energy devices that we install are in no way used in relation to their maximum production capacity. energy, and this especially in the case of weak networks or islands subject to decentralized production.

Depuis quelques années, sont alors proposés des outils permettant de concevoir les réseaux de distribution d’électricité de demain. Les réseaux du futur utilisant des outils informatiques sont dits réseaux « intelligents » ou encore nommés « smart-grid » ; ces réseaux utilisent une technologie visant à optimiser la production d’énergie et sa distribution en fonction de la consommation, ou inversement d’adapter la consommation à la disponibilité de l’énergie.For several years now, tools have been offered to design the electricity distribution networks of tomorrow. The networks of the future using IT tools are called “smart” networks or even called “smart-grid”; these networks use technology aimed at optimizing energy production and distribution based on consumption, or conversely to adapt consumption to the availability of energy.

Cependant, ces outils informatiques sont conçus dans une approche de modélisation d’un réseau et d’optimisation des consommations. Ces outils ne permettent pas de s’adapter à un réseau existant sur lequel on ajoute après coup des dispositifs à énergie renouvelable ni d’évaluer en tant réel le maximum de puissance électrique issue des énergies renouvelables.However, these IT tools are designed in an approach of modeling a network and optimizing consumption. These tools do not make it possible to adapt to an existing network to which renewable energy devices are added after the fact or to assess in real terms the maximum electrical power from renewable energies.

On a proposé, dans la demande de brevet américain US 2013/0002032, un procédé de contrôle d’un réseau électrique sur lequel sont raccordées des sources d’énergie renouvelable et des sources d’énergie thermique ou autres générateurs à partir d’énergie non renouvelable, ce procédé,^ visant à utiliser au mieux l’énergie renouvelable tout en gardant un équilibre sur le réseau lors de la fluctuation de cette énergie renouvelable. Le procédé consiste à évaluer la différence entre les besoins en électricité des charges consommatrices reliées au réseau et la quantité d’énergie produite et réguler la puissance injectée des différentes sources en fonction du besoin et de critères de risque économique.It has been proposed, in the American patent application US 2013/0002032, a method for controlling an electrical network to which renewable energy sources and thermal energy sources or other generators from non-energy are connected. renewable, this process, ^ aiming to make the best use of renewable energy while keeping a balance on the network during the fluctuation of this renewable energy. The method consists in evaluating the difference between the electricity needs of the consuming loads connected to the network and the quantity of energy produced and regulating the power injected from the different sources according to the need and economic risk criteria.

Cependant, ce type de dispositif ne prend pas du tout en compte la qualité du courant distribué, ni sa stabilité, ni les risques liés aux personnes et matériels que peuvent engendrer l’apport de puissance à différents points du réseau par de l’énergie renouvelable.However, this type of device does not take into account at all the quality of the distributed current, nor its stability, nor the risks related to people and equipment that can generate the supply of power to different points of the network by renewable energy. .

L’invention a donc pour but de proposer un dispositif de régulation de la production d’énergie électrique sur un réseau auquel on peut adjoindre à tout moment, même après conception du réseau de distribution électrique, des dispositifs de production à énergie renouvelable, de sorte que ces derniers soient utilisés au maximum de leur production utile en optimisant l’injection de puissance sur le réseau pour ne pas perturber le réseau et garantir aux consommateurs la sécurité des personnes, la protection du matériel et une qualité et une stabilité optimales de l’électricité produite.The aim of the invention is therefore to propose a device for regulating the production of electrical energy on a network to which one can add at any time, even after design of the electrical distribution network, devices for producing renewable energy, so that the latter are used to the maximum of their useful production by optimizing the injection of power into the network so as not to disturb the network and to guarantee consumers the safety of persons, the protection of equipment and optimal quality and stability of the electricity produced.

Selon l’invention, le procédé de régulation d’injection de puissance sur un réseau électrique en fonctionnement sur lequel sont reliées au moins une source de production à énergie non renouvelable, au moins une source de production à énergie renouvelable et au moins une charge consommatrice d’électricité, le procédé comprenant au moins une étape de régulation de la puissance injectée sur le réseau à partir d’une source de production à énergie renouvelable, est caractérisé en ce qu’il comporte des étapes de régulation en boucle fermée et en ce que, en continu,According to the invention, the method for regulating the injection of power into an operating electrical network to which are connected at least one non-renewable energy production source, at least one renewable energy production source and at least one consumer load of electricity, the method comprising at least one step of regulating the power injected into the network from a renewable energy production source, is characterized in that it comprises closed-loop regulation steps and in that that, continuously,

- on mesure régulièrement à différents points du réseau plusieurs paramètres propres à l’énergie électrique circulant sur le réseau ;- several parameters specific to the electrical energy circulating on the network are measured regularly at different points of the network;

- à partir de ces mesures, on détermine en temps réel une pluralité de critères électriques considérés comme représentatifs de la qualité, stabilité et sûreté du réseau (c’est-à-dire qu’on évalue en temps réel la capacité du raccordement des sources d’énergie renouvelable),- from these measurements, we determine in real time a plurality of electrical criteria considered as representative of the quality, stability and safety of the network (that is to say that we evaluate in real time the capacity of the connection of the sources renewable energy),

- on compare ensuite en temps réel les valeurs résultant desdits critères déterminés, à des valeurs de seuils préétablies,- the values resulting from said determined criteria are then compared in real time with pre-established threshold values,

- en fonction des résultats de comparaison à l’étape précédente, on vérifie que les critères ne dépassent pas les valeurs de seuils de sorte que le réseau est de qualité stable et sûr et on commande/contrôle la puissance injectée sur le réseau en provenance des différentes sources d’énergie renouvelable et non renouvelable.- according to the results of the comparison in the previous step, it is checked that the criteria do not exceed the threshold values so that the network is of stable and safe quality and the power injected into the network from the different sources of renewable and non-renewable energy.

On entend par « en temps réel », une fréquence au regard du contrôle des critères, c’est-à-dire des mesures et détermination des valeurs des critères et leur comparaison, qui est inférieure à 5 minutes et est de préférence toutes les minutes, voire même toutes les secondes. La régulation se fait en outre, telle que revendiquée, en continue, quels que soient les événements intervenant sur le réseau.The term “in real time” is understood to mean a frequency with regard to the control of the criteria, that is to say of the measurements and determination of the values of the criteria and their comparison, which is less than 5 minutes and is preferably every minute. , or even every second. Regulation is also carried out, as claimed, continuously, regardless of the events occurring on the network.

L’étape de commande/contrôle consiste notamment à diminuer la puissance injectée par les sources de production d’énergie non renouvelable, et/ou stopper le fonctionnement d’au moins une de ces sources, et augmenter la puissance injectée par les sources de production d’énergie renouvelable.The command / control step consists in particular of reducing the power injected by the non-renewable energy production sources, and / or stopping the operation of at least one of these sources, and increasing the power injected by the production sources. renewable energy.

La puissance injectée par les sources de production d’énergie renouvelable n’est pas plafonnée à une valeur fixe par l’administrateur du réseau, mais au contraire est destinée à varier en augmentant ouThe power injected by renewable energy production sources is not capped at a fixed value by the network administrator, but on the contrary is intended to vary by increasing or

Ί diminuant par le contrôle des différents critères représentatifs de la stabilité, qualité et sécurité du réseau.Ί reducing by checking the various criteria representative of the stability, quality and security of the network.

On entend par « réseau en fonctionnement », un réseau électrique qui ne correspond pas à une modélisation pour obtenir des prédictions au regard de tel ou tel évènement, mais au contraire, un réseau électrique qui est installé et opérationnel, et sur lequel de la puissance est injectée à partir de sources productrices d’électricité et distribuée aux diverses charges consommatrices connectées, et qui est susceptible à tout moment de subir des aléas quant à ses qualité et stabilité électriques.By "network in operation" is meant an electrical network which does not correspond to a modeling to obtain predictions with regard to a particular event, but on the contrary, an electrical network which is installed and operational, and on which power is injected from electricity-producing sources and distributed to the various connected consuming loads, and which is liable at any time to suffer from uncertainties as to its electrical quality and stability.

Ce procédé permet très avantageusement, pour un réseau en fonctionnement, de ne pas limiter à une valeur de puissance fixe la puissance injectée sur le réseau par les sources d’énergie renouvelable. Il permet d’optimiser la puissance injectée par sources à énergie renouvelable afin de réduire au mieux l’énergie fossile et de maximiser l’utilisation desdites sources à énergie renouvelable.This method very advantageously makes it possible, for a network in operation, not to limit to a fixed power value the power injected into the network by the renewable energy sources. It makes it possible to optimize the power injected by renewable energy sources in order to reduce fossil energy as much as possible and to maximize the use of said renewable energy sources.

En outre, les inventeurs ont mis en évidence qu’il ne suffit pas, comme dans l’art antérieur, de contrôler la puissance produite par les sources et la puissance consommée, pour assurer la régulation de la puissance injectée par les sources d’énergie renouvelable. Les inventeurs ont mis notamment en évidence qu’il est nécessaire, pour accueillir à tous moments sur le réseau des sources d’énergie renouvelable et maximiser la puissance injectée de ces sources tout en garantissant un réseau stable, de qualité et sécuritaire, de surveiller en permanence une pluralité de critères, en les déterminant en temps réel par des mesures et des calculs, de comparer en temps réel ces critères à des valeurs de seuils pour contrôler convenablement la régulation de puissance injectée à la fois par les sources d’énergie non renouvelable et renouvelable.^In addition, the inventors have demonstrated that it is not sufficient, as in the prior art, to control the power produced by the sources and the power consumed, to ensure the regulation of the power injected by the energy sources. renewable. The inventors have demonstrated in particular that it is necessary, in order to accommodate renewable energy sources on the network at all times and to maximize the power injected from these sources while guaranteeing a stable, quality and secure network, to monitor in permanently a plurality of criteria, by determining them in real time by measurements and calculations, to compare these criteria in real time with threshold values in order to properly control the regulation of the power injected at the same time by the non-renewable energy sources and renewable. ^

Enfin, en contrôlant en temps réel la pluralité de critères électriques, on régule en temps réel l’énergie injectée sur le réseau à partir de toutes les sources d’énergie non renouvelable et renouvelable, de façon à ne pas avoir à se limiter à une puissance fixe d’énergie renouvelable mais permettre de maximiser en temps réel l’injection d’énergie renouvelable et minimiser l’injection d’énergie fossile.Finally, by controlling the plurality of electrical criteria in real time, the energy injected into the network from all non-renewable and renewable energy sources is regulated in real time, so as not to have to be limited to one fixed power of renewable energy but allow to maximize in real time the injection of renewable energy and minimize the injection of fossil energy.

Par conséquent et en d’autres termes, la puissance renouvelable maximale injectable sur le réseau est recalculée et re-paramétrée en continue à partir de mesures de grandeurs électriques représentatives du fonctionnement en temps réel du réseau et selon des critères de bon fonctionnement définis avec et par le gestionnaire, au contraire de la procédure classique voulant que cette puissance maximale injectable soit une valeur finie calculée une fois lors d’études électriques de raccordement sur la base de conditions extrêmes de fonctionnement du réseau à occurrence faible, mais entraînant donc une diminution forcée de l’énergie renouvelable injectable et nécessitant pour chaque nouveau raccordement de ré-effectuer ces études.Consequently and in other words, the maximum renewable power injectable into the network is continuously recalculated and re-parameterized from measurements of electrical quantities representative of the real-time operation of the network and according to proper operation criteria defined with and by the manager, unlike the conventional procedure whereby this maximum injectable power is a finite value calculated once during electrical connection studies on the basis of extreme operating conditions of the low-occurrence network, but therefore resulting in a forced reduction injectable renewable energy and requiring for each new connection to re-perform these studies.

Une boucle de régulation intervient donc pour chacun des critères afin de commander au final une augmentation de puissance injectée par les sources d’énergie renouvelable.A regulation loop is therefore involved for each of the criteria in order to ultimately control an increase in power injected by the renewable energy sources.

Au démarrage de la régulation, les sources d’énergie renouvelable présentent une valeur de consigne de puissance d’injection sur le réseau, et lorsque les valeurs desdits critères électriques sont en-dessous des valeurs de seuil, la valeur de consigne est augmentée d’une valeur optimisée et acceptable qui correspond à la plus petite valeur sélectionnée^ parmi d’une part des valeurs estimées par les mesures effectuées et par calcul et d’autre part des valeurs prédéfinies.At the start of the regulation, the renewable energy sources have an injection power setpoint value on the network, and when the values of said electrical criteria are below the threshold values, the setpoint value is increased by an optimized and acceptable value which corresponds to the smallest value selected from among, on the one hand, values estimated by the measurements carried out and by calculation and, on the other hand, predefined values.

Les valeurs estimées d’augmentation de puissance le sont au regard de certains critères en étant calculées en temps réel à l’instant N, de façon que lesdits critères électriques soient respectés à l’instant N+1.The estimated power increase values are given with respect to certain criteria by being calculated in real time at instant N, so that said electrical criteria are met at instant N + 1.

Lorsque la valeur optimisée et acceptable correspond à la valeur minimale d’une des valeurs prédéfinies de puissance, la puissance de consigne est augmentée de cette valeur, puis on contrôle les critères électriques, et si ces derniers sont en-dessous des valeurs de seuil, on augmente à nouveau d’une valeur minimale et cela de manière itérative jusqu’à maximiser la nouvelle valeur de consigne tout en respectant les valeurs de seuil pour lesdits critères électriques.When the optimized and acceptable value corresponds to the minimum value of one of the predefined power values, the setpoint power is increased by this value, then the electrical criteria are checked, and if these are below the threshold values, it is increased again by a minimum value and this iteratively until the new setpoint value is maximized while respecting the threshold values for said electrical criteria.

La ou les valeurs d’augmentation de puissance définies préalablement le sont en ayant considéré que les -valeurs de seuil desdits critères électriques puissent être respectées à l’instant N+1.The power increase value (s) defined beforehand are done by having considered that the threshold values of said electrical criteria can be met at time N + 1.

De toute manière, une fois la valeur d’augmentation de puissance imposée à la valeur de puissance de consigne, une étape de contrôle des critères est mise en oeuvre.In any case, once the power increase value is imposed on the setpoint power value, a criteria control step is implemented.

Une valeur d’augmentation de puissance est donc affectée pour chacun des critères, par calcul ou selon une valeur fixe déterminée préalablement, ce qui fournit plusieurs possibilités de valeurs d’augmentation de puissance. La valeur optimisée et acceptable qui est prise en compte pour s’ajouter à la valeur de consigne est la valeur la plus petite parmi toutes les valeurs estimées précédemment et fixes. AA power increase value is therefore assigned for each of the criteria, by calculation or according to a fixed value determined beforehand, which provides several possibilities of power increase values. The optimized and acceptable value which is taken into account to add to the setpoint is the smallest value among all the previously estimated and fixed values. AT

ΙΟΙΟ

Les étapes de régulation en boucle fermée relatives à l’évaluation et la comparaison des critères, sont réitérées périodiquement. La vérification que l’ensemble des critères répond aux valeurs de seuil est faite à intervalles réguliers, par exemple de l’ordre de la seconde.The closed-loop regulation steps relating to the evaluation and comparison of criteria are reiterated periodically. The verification that all the criteria meet the threshold values is done at regular intervals, for example of the order of a second.

Par ailleurs, ces étapes d’évaluation en continu sur un réseau neuf ou déjà existant permettent à tout moment ultérieur, même plusieurs mois après, d’ajouter des sources d’énergie renouvelable sans devoir imposer un plafond immuable de puissance d’injection ou réaliser une nouvelle fois les études de raccordement inhérentes à l’adjonction de nouvelles sources de puissance, procurant ainsi un gain de temps lors de la réalisation.In addition, these stages of continuous assessment on a new or existing network make it possible at any later time, even several months later, to add renewable energy sources without having to impose an unchanging injection power cap or achieve once again the connection studies inherent in the addition of new power sources, thus saving time during construction.

La quantité de puissance d’énergie renouvelable apte à être injectée sur le réseau, c’est-à-dire apte à être absorbée par le réseau est calculée en contrôlant de manière itérative lesdits critères électriques représentatifs de la qualité, stabilité et sûreté du réseau.The quantity of renewable energy power capable of being injected into the network, that is to say capable of being absorbed by the network is calculated by iteratively controlling said electrical criteria representative of the quality, stability and safety of the network. .

Lorsque l’une des valeurs de seuil est dépassée, on corrige (on diminue ou on stoppe) la puissance injectée par au moins l’une des sources d’énergie renouvelable, et on augmente la puissance injectée par les sources d’énergie non renouvelable, puis l’on procède de manière itérative aux étapes de mesure, de détermination des valeurs des critères et de leur comparaison aux valeurs de seuil pour diminuer encore la puissance injectée par les sources d’énergie renouvelable et augmenter la puissance des sources d’énergie non renouvelable si les valeurs de seuils sont toujours dépassées, la nouvelle injection de puissance des sources à énergie renouvelable et la suppression d’injection de puissance des β sources à énergie non renouvelable étant mises en œuvre dès que l’ensemble des valeurs seuil sont respectées.When one of the threshold values is exceeded, the power injected by at least one of the renewable energy sources is corrected (reduced or stopped), and the power injected by the non-renewable energy sources is increased. , then the steps of measurement, determination of the values of the criteria and their comparison with the threshold values are carried out iteratively to further reduce the power injected by the renewable energy sources and increase the power of the energy sources non-renewable if the threshold values are still exceeded, the new power injection from renewable energy sources and the elimination of power injection from β non-renewable energy sources being implemented as soon as all the threshold values are met .

Selon une caractéristique, les inventeurs ont mis en avant de manière surprenante que les critères à contrôler, considérés comme pouvant avantageusement être représentatifs de la qualité et stabilité du réseau, tout en garantissant la protection des personnes et des matériels, étaient les suivants :According to one characteristic, the inventors have surprisingly highlighted that the criteria to be checked, considered as being able to advantageously be representative of the quality and stability of the network, while guaranteeing the protection of people and equipment, were as follows:

- la tension sur le réseau,- the voltage on the network,

- le courant sur le réseau (sur une ou plusieurs artères de distribution),- the current on the network (on one or more distribution arteries),

- la fréquence de la tension associée à la puissance disponible sur le réseau au regard de la réserve primaire en puissance,- the frequency of the voltage associated with the power available on the network with regard to the primary power reserve,

- la puissance de court-circuit apparente (S_cc) en un point considéré du réseau,- the apparent short-circuit power (S _cc ) at a given point on the network,

- la puissance de court-circuit réactive (Q_cc) en un point considéré du réseau,- the reactive short-circuit power (Q _cc ) at a given point on the network,

- la réactance tournante (X_cc) en un point considéré du réseau,- the rotating reactance (X _cc ) at a point in the network considered,

- la qualité d’énergie représentée au moins par les papillotements (connus aussi sous le terme « flickers » en anglais), les harmoniques, les déséquilibres en tension, et la variation de fréquence en un point considéré du réseau.- the energy quality represented at least by flickers (also known under the term "flickers" in English), harmonics, voltage imbalances, and frequency variation at a point in the network.

Les inventeurs ont pu montrer, qu’à partir du contrôle de ces critères pris en combinaison, il était possible d’optimiser la répartition de la puissance injectée par les différentes sources d’énergie renouvelable et non renouvelable en profitant au maximum de la puissance des sources d’énergie renouvelable, φThe inventors have been able to show that, from the control of these criteria taken in combination, it was possible to optimize the distribution of the power injected by the various renewable and non-renewable energy sources by taking maximum advantage of the power of renewable energy sources, φ

Les inventeurs ont mis en évidence que cette liste de critères à contrôler fournit une image très représentative de la qualité et stabilité du réseau en combinant la protection des personnes et des matériels au niveau des charges à alimenter en électricité.The inventors have demonstrated that this list of criteria to be checked provides a very representative image of the quality and stability of the network by combining the protection of people and equipment at the level of the loads to be supplied with electricity.

Les valeurs d’augmentation de puissance par rapport à la consigne sont calculées pour les critères suivants : la tension, le courant, la réserve primaire en puissance, la puissance de court-circuit apparente, la réactance, les papillotements. Pour les autres critères, la valeur d’augmentation est définie préalablement.The power increase values compared to the setpoint are calculated for the following criteria: voltage, current, primary power reserve, apparent short-circuit power, reactance, flicker. For the other criteria, the increase value is defined beforehand.

Avantageusement, les points de mesure sont limités afin d’optimiser les temps de mesure, calcul et de commande pour la régulation. De plus, cette limitation permet de limiter les coûts de mise en œuvre du procédé au regard des installations d’automatisation à mettre en place.Advantageously, the measurement points are limited in order to optimize the measurement, calculation and control times for the regulation. In addition, this limitation makes it possible to limit the costs of implementing the process with regard to the automation installations to be set up.

De préférence, les points de mesure sont situés au niveau au moins :Preferably, the measurement points are located at at least:

- des sources d’énergie non renouvelable (au point de couplage avec le réseau d’une pluralité de mêmes sources d’énergie non renouvelable) ;- non-renewable energy sources (at the point of coupling with the grid of a plurality of same non-renewable energy sources);

- des sources d’énergie renouvelable (au point de couplage avec le réseau d’une pluralité de mêmes sources d’énergie renouvelable) ;- renewable energy sources (at the point of coupling with the grid of a plurality of same renewable energy sources);

- de la charge consommatrice présentant la plus grande impédance (c’est-à-dire électriquement éloignée des sources de production non renouvelables) ; et- the consuming load with the greatest impedance (that is to say electrically remote from non-renewable production sources); and

- d’une ou des charges sensibles connectées au réseau.- one or more sensitive loads connected to the network.

De manière connue, une charge sensible est une charge qui, en particulier, ne supporte pas les mêmes niveaux de tension que le reste du réseau, telle qu’un serveur et/ou des appareils informatiques, AAs is known, a sensitive load is a load which, in particular, does not withstand the same voltage levels as the rest of the network, such as a server and / or computer devices, A

Selon une autre caractéristique, le procédé comporte une étape préalable avant la mise en fonctionnement du réseau et du branchement des sources d’énergie renouvelable au réseau, c’est-à-dire avant que pour la toute première fois les sources d’énergie renouvelable injectent de la puissance sur le réseau, de prise en considération de plusieurs phénomènes électriques inhérents aux matériels. Ces phénomènes sont traités une seule fois avant le raccordement des sources d’énergie renouvelable en adaptant les relais de protection qui sont associés de manière usuelle aux différentes charges à alimenter en électricité et aux sources d’énergie.According to another characteristic, the method comprises a preliminary step before the commissioning of the network and the connection of the renewable energy sources to the network, that is to say before the renewable energy sources for the very first time. inject power into the network, taking into account several electrical phenomena inherent in equipment. These phenomena are dealt with only once before connecting the renewable energy sources by adapting the protection relays which are associated in the usual way with the different loads to be supplied with electricity and with the energy sources.

De préférence, les phénomènes pris en considération par les moyens de protection sont les surtensions transitoires, la perte du régime de neutre, l’élévation du potentiel du neutre, et le fonctionnement en îlotage d’une source d’énergie renouvelable.Preferably, the phenomena taken into consideration by the means of protection are transient overvoltages, loss of the neutral system, rise in the potential of the neutral, and the islanding of a renewable energy source.

Le procédé de l’invention s’applique tout particulièrement à des sources d’énergie renouvelable que sont en particulier des parcs d’éoliennes et/ou des fermes de panneaux photovoltaïques, et à des sources d’énergie non renouvelable du type groupes électrogènes.The method of the invention is particularly applicable to renewable energy sources, in particular wind farms and / or photovoltaic panel farms, and to non-renewable energy sources such as generator sets.

On entend dans la suite de la description par « éléments du réseau », les charges consommatrices d’une part et les sources d’énergie respectivement renouvelable et non renouvelable d’autre part.In the remainder of the description, "network elements" are understood to mean consuming loads on the one hand and respectively renewable and non-renewable energy sources on the other.

La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des illustrations ci-jointes, dans lesquelles :The present invention is now described with the aid of examples which are illustrative only and in no way limit the scope of the invention, and from the accompanying illustrations, in which:

- La figure 1 représente schématiquement un réseau électrique sur lequel sont connectées des sources d’alimentation en énergie et des charges consommatrices ;- Figure 1 schematically shows an electrical network to which are connected energy supply sources and consuming loads;

- La figure 2 illustre schématiquement le procédé de régulation de l’invention à partir de la détermination de plusieurs critères électriques selon l’invention ;- Figure 2 schematically illustrates the regulation method of the invention from the determination of several electrical criteria according to the invention;

- Les figures 3 à 5 illustrent schématiquement des exemples de boucle de régulation, respectivement, de la tension sur le réseau, du courant sur le réseau, et de la fréquence associée à la surveillance de la puissance disponible sur le réseau.FIGS. 3 to 5 schematically illustrate examples of a regulation loop, respectively, of the voltage on the network, of the current on the network, and of the frequency associated with the monitoring of the power available on the network.

La figure 1 illustre schématiquement un exemple de réseau de distribution électrique auquel sont connectéesFigure 1 schematically illustrates an example of an electrical distribution network to which are connected

- une source d’énergie non renouvelable 2 telle qu’une centrale thermique connectée au point de couplage 20 avec le réseau et comprenant par exemple une pluralité de groupes électrogènes 21, 22, 23, chacun contrôlable indépendamment ;- A non-renewable energy source 2 such as a thermal power station connected to the coupling point 20 with the network and comprising for example a plurality of generators 21, 22, 23, each independently controllable;

- une première source d’énergie renouvelable 3 sous la forme d’une ferme éolienne comprenant une pluralité d’éoliennes 31, 32, 33. La ferme est connectée au réseau au niveau d’un seul point de couplage 30. La puissance produite par les éoliennes est contrôlable grâce à un système de supervision du type automate programmable ;a first source of renewable energy 3 in the form of a wind farm comprising a plurality of wind turbines 31, 32, 33. The farm is connected to the network at a single coupling point 30. The power produced by the wind turbines can be controlled by a supervision system of the PLC type;

- une seconde source d’énergie renouvelable 4 sous la forme d’un champ photovoltaïque comprenant une multiplicité de panneaux photovoltaïques et connectée avec le réseau au point de couplage 40. La puissance produite par les onduleurs est contrôlable grâce à l’automate programmable ;- a second source of renewable energy 4 in the form of a photovoltaic field comprising a multiplicity of photovoltaic panels and connected with the network at the coupling point 40. The power produced by the inverters can be controlled using the programmable logic controller;

- une première charge 5 consommatrice d’électricité en tant que charge sensible, connectée au réseau en 50; V- a first load 5 consuming electricity as a sensitive load, connected to the network at 50; V

- une deuxième charge 6 consommatrice d’électricité telle qu’une habitation, connectée au réseau en 60 ;- a second load 6 consuming electricity such as a home, connected to the network at 60;

- une troisième charge 7 consommatrice d’électricité dont l’impédance qui la sépare des sources d’énergie non renouvelables est élevée, connectée en 70.- a third load 7 consuming electricity whose impedance separating it from non-renewable energy sources is high, connected at 70.

Les deux premières charges 5 et 6 sont par exemple agencées sur une ligne de distribution distincte de celle sur laquelle sont connectées les sources d’énergie renouvelables 3 et 4 et la troisième charge 7. La charge 7 du fait de sa disposition en bout de la ligne électrique est de manière connue à forte impédance.The first two loads 5 and 6 are for example arranged on a distribution line separate from that to which are connected the renewable energy sources 3 and 4 and the third load 7. The load 7 because of its arrangement at the end of the power line is in a known manner with high impedance.

Le nombre de sources et charges, leur emplacement sur le réseau sont ici donnés à titre d’exemple nullement limitatif pour comprendre le procédé de régulation de l’invention et le dispositif de mise en œuvre.The number of sources and loads, their location on the network are given here by way of non-limiting example in order to understand the regulation process of the invention and the implementation device.

La figure 2 illustre schématiquement les étapes du procédé conduisant à la régulation de la puissance injectée sur le réseau.FIG. 2 schematically illustrates the steps of the method leading to the regulation of the power injected into the network.

Selon l’invention, plusieurs critères de A à G considérés comme représentatifs de la qualité et stabilité du réseau et garantissant la protection des personnes et des matériels sont contrôlés en temps réel, c’est-à-dire au cours du fonctionnement du réseau et à des laps de temps réguliers.According to the invention, several criteria from A to G considered as representative of the quality and stability of the network and guaranteeing the protection of people and equipment are monitored in real time, that is to say during the operation of the network and at regular times.

Le procédé de l’invention vise ainsi en régulant plusieurs critères électriques à contrôler la commande des différentes sources d’énergie renouvelable et non renouvelable pour ajuster la répartition de la puissance injectée par chacune des sources et cela de manière optimisée, c’est-à-dire de façon que les sources d’énergie renouvelable puissent^ injecter un maximum de puissance au regard de la stabilité et qualité du réseau, tout en assurant la sécurité des personnes et des matériels.The method of the invention thus aims by regulating several electrical criteria to control the control of the various renewable and non-renewable energy sources in order to adjust the distribution of the power injected by each of the sources and this in an optimized manner, that is to say - say so that renewable energy sources can inject a maximum of power with regard to the stability and quality of the network, while ensuring the safety of people and equipment.

Les critères électriques à contrôler en combinaison sont selon l’invention les suivants :The electrical criteria to be checked in combination are according to the invention as follows:

A. la tension sur le réseau U,A. the voltage on the network U,

B. le courant sur le réseau I sur une ou plusieurs artères de distribution,B. the current on network I on one or more distribution arteries,

C. la fréquence f de la tension et la réserve primaire en puissance,C. the frequency f of the voltage and the primary power reserve,

D. la puissance de court-circuit réactive Q_cc en un point considéré du réseau,D. the reactive short-circuit power Q _cc at a given point on the network,

E. la puissance de court-circuit apparente (S_cc) en un point considéré du réseau,E. the apparent short-circuit power (S _cc ) at a given point of the network,

F. la réactance X_cc tournante en un point considéré du réseau,F. the rotating reactance X _cc at a point in the network,

G. la qualité de l’énergie QE en un point considéré du réseau, qui peut être représenté par plusieurs paramètres ou par un indice tenant compte de ces paramètres.G. the quality of the energy QE at a given point of the network, which can be represented by several parameters or by an index taking these parameters into account.

Les inventeurs ont mis en évidence qu’il était nécessaire de considérer en combinaison au moins chacun de ces critères.The inventors have demonstrated that it is necessary to consider at least each of these criteria in combination.

Ces critères, explicités plus loin, sont déterminés par des mesures de plusieurs paramètres électriques et calculs connus.These criteria, explained later, are determined by measurements of several known electrical parameters and calculations.

Les contrôles de ces différents critères représentatifs de la qualité et stabilité du réseau sont effectués selon l’invention à des points stratégiques du réseau pour les limiter en quantité (limiter les coûts de mise en oeuvre) et optimiser le temps de cycle de la boucle de régulation.The checks of these various criteria representative of the quality and stability of the network are carried out according to the invention at strategic points of the network to limit them in quantity (limit the costs of implementation) and optimize the cycle time of the loop. regulation.

De préférence, mais de façon non obligatoire, les points de mesure sont situés au niveau :Preferably, but not compulsory, the measurement points are located at:

- des sources d’énergie non renouvelable 2 ;- non-renewable energy sources 2;

- des sources d’énergie renouvelable 3 et 4 (aux points de couplage avec le réseau 30 et 40 d’une pluralité de mêmes sources d’énergie renouvelable) ;- renewable energy sources 3 and 4 (at the coupling points with the network 30 and 40 of a plurality of the same renewable energy sources);

- de la charge consommatrice la plus impédante 7 ; et- the most impedant consuming load 7; and

- de la ou des charges sensibles 5 connectées au réseau.- of the sensitive load (s) 5 connected to the network.

La charge la plus impédante du réseau a été identifiée préalablement à la mise en fonctionnement du procédé de régulation. Généralement, cette charge correspond à la plus éloignée sur le réseau des sources amont d’énergie non renouvelable.The most impedant load in the network was identified before the regulation process was put into operation. Generally, this load corresponds to the farthest on the network from the upstream non-renewable energy sources.

D’autres points de mesure sur le réseau peuvent bien entendu être ajoutés. Toutefois, ils seront limités au regard du coût d’investissement du matériel de mesure.Other measuring points on the network can of course be added. However, they will be limited with regard to the investment cost of the measurement equipment.

Une fois les mesures effectuées, celles-ci sont comparées à des valeurs de seuil prédéfinies via un automate programmable AP.Once the measurements have been taken, they are compared with predefined threshold values via a PLC programmable controller.

Au démarrage du réseau, lorsque l’on connecte les sources d’énergie renouvelable 3 et 4 pour qu’elles injectent de la puissance, la puissance injectée par chacune des sources renouvelables est à une valeur de consigne.When the grid starts up, when renewable energy sources 3 and 4 are connected to inject power, the power injected by each of the renewable sources is at a set value.

A l’instant N, si toutes les valeurs de seuils sont respectées par les critères A à G (« OUI » sur la figure 2), on augmente la valeur de consigne des sources d’énergie renouvelable 3 et 4, de manière à utiliser davantage leur énergie, et on diminue (voire on coupe) alors la puissance injectée via les sources d’énergie 2 non renouvelable : par exemple, on connecte au réseau une des éoliennes tandis que l’on coupe un groupe électrogène. Cela est autorisé à la condition que ces modifications n’entraînent pas d’instabilités à l’instant N+1.At instant N, if all the threshold values are met by criteria A to G (“YES” in FIG. 2), the setpoint value of renewable energy sources 3 and 4 is increased, so as to use their energy more, and the power injected via the non-renewable energy sources 2 is reduced (or even cut): for example, one of the wind turbines is connected to the grid while a generator set is cut. This is allowed on the condition that these modifications do not cause instabilities at time N + 1.

L’augmentation de la puissance injectée par les sources d’énergie renouvelable 3 et 4 se fait via l’automate programmable.The increase in the power injected by renewable energy sources 3 and 4 is done via the programmable logic controller.

L’augmentation de puissance (ΔΡ) à affecter à la valeur de consigne est calculée par l’automate à partir des mesures effectuées sur le réseau, des critères électriques précités de l’invention, et de valeurs prédéfinies. La valeur d’augmentation de puissance correspond à une valeur optimisée d’augmentation de puissance en provenance des énergies renouvelable afin qu’à l’instant N+1, les valeurs de seuil de chaque critère soient respectées.The increase in power (ΔΡ) to be assigned to the setpoint is calculated by the controller from measurements made on the network, the aforementioned electrical criteria of the invention, and predefined values. The power increase value corresponds to an optimized power increase value from renewable energies so that at time N + 1, the threshold values of each criterion are met.

La valeur d’augmentation de puissance (ΔΡ) optimisée (valeur qui tend vers le maximum acceptable pour utiliser au maximum l’énergie renouvelable) est choisie en sélectionnant la plus petite valeur parmi des valeurs calculées à partir des mesures et de la détermination de plusieurs critères, ainsi qu’à partir de valeurs prédéfinies.The optimized power increase value (ΔΡ) (value which tends towards the maximum acceptable to use the renewable energy as much as possible) is chosen by selecting the smallest value among values calculated from the measurements and the determination of several criteria, as well as from predefined values.

L’estimation de cette valeur d’augmentation de puissance ΔΡ acceptable sera décrite plus loin à partir du calcul d’un surplus de puissance acceptable pour chacun des critères que sont la tension, le courant, la réserve primaire, la puissance de court-circuit réactive Q_cc, la réactance Xcc tournante, et les papillotements.The estimate of this acceptable power increase value ΔΡ will be described later on the basis of the calculation of an acceptable excess power for each of the criteria, namely voltage, current, primary reserve, short-circuit power. reactive Q _cc , rotating Xcc reactance, and flicker.

Pour certains critères (harmoniques, déséquilibres tension,...), il n’est pas possible d’établir un lien direct entre le surplus de puissance renouvelable φ et la mesure électrique, c’est pourquoi sont fixées pour ces critères des valeurs prédéterminées.For certain criteria (harmonics, voltage imbalances, etc.), it is not possible to establish a direct link between the surplus renewable power φ and the electrical measurement, which is why predetermined values are set for these criteria. .

L’augmentation de la puissance de consigne des énergies renouvelables est réalisée lorsque l’ensemble des critères A à G sont respectés. En revanche, si au moins l’un des critères A à G ne respecte pas la ou les valeurs de seuils auquel il est associé (« NON » sur la figure 2), l’automate programmable commande des actions sur les sources d’énergie 2, 3 et/ou 4 ainsi qu’éventuellement sur les charges raccordées aux réseaux afin que le système revienne dans un fonctionnement acceptable sur tous les plans, c’est à dire que tous les critères respectent les valeur de seuils. Les actions mises en place par l’automate dépendent des critères non respectés. Des exemples d’action sont exprimés plus loin au regard de chaque critère.The increase in the target power of renewable energies is achieved when all criteria A to G are met. On the other hand, if at least one of the criteria A to G does not respect the threshold value (s) with which it is associated (“NO” in FIG. 2), the programmable logic controller commands actions on the energy sources. 2, 3 and / or 4 as well as possibly on the loads connected to the networks so that the system returns to an acceptable operation on all levels, ie that all the criteria respect the threshold values. The actions taken by the automaton depend on the criteria not met. Examples of action are expressed below with regard to each criterion.

La boucle de régulation des critères électriques A à G, comportant les étapes de mesures, de détermination des critères, leur comparaison et la commande d’action de régulation, est effectuée en temps réel et en continu de manière itérative. La périodicité sera en adéquation avec les contraintes techniques des mesures effectuées (filtres sur les mesures,...) et de la connaissance des risques d’instabilité du réseau au regard notamment du type de charges connectées.The regulation loop of the electrical criteria A to G, comprising the steps of measurement, determination of the criteria, their comparison and the control of the regulation action, is carried out in real time and continuously in an iterative manner. The periodicity will be in line with the technical constraints of the measurements carried out (filters on the measurements, etc.) and knowledge of the risks of network instability, particularly with regard to the type of loads connected.

Le procédé de l’invention est mis en œuvre par des moyens de mesure, des moyens de communication des résultats de mesure, un dispositif de traitement et régulation des résultats reçus via les moyens de communication, tel qu’un automate programmable. Le dispositif est apte à comparer les résultats de mesure à des valeurs seuils, analyser les écarts avec les valeurs seuils pour chaque paramètre mesuré, et en fonction du nombre d’écarts et de leur grandeur, en déduire, selon un algorithme de .The method of the invention is implemented by measuring means, means of communication of the measurement results, a device for processing and regulating the results received via the means of communication, such as a programmable logic controller. The device is able to compare the measurement results with threshold values, analyze the deviations from the threshold values for each measured parameter, and as a function of the number of deviations and their magnitude, to deduce therefrom, according to an algorithm.

choix sélectif de régulation, les sources d’énergie renouvelable qu’il convient de réguler.selective choice of regulation, the sources of renewable energy to be regulated.

Sont ci-après détaillés les critères de l’invention représentatifs de la qualité, stabilité et sûreté du réseau.The criteria of the invention representative of the quality, stability and safety of the network are detailed below.

A. La tension sur le réseauA. Voltage on the network

Le but est de contrôler que le niveau de tension est correct sur le réseau (pas de surtension ou de sous-tension).The aim is to check that the voltage level is correct on the network (no overvoltage or undervoltage).

La tension correspond à la tension efficace moyenne qui est relevée sur le réseau au niveau au moins :The voltage corresponds to the average rms voltage which is recorded on the network at the level at least:

1. des sources d’énergie non renouvelable 2 ;1. non-renewable energy sources 2;

2. des sources d’énergie renouvelable 3 et 4 (au point de couplage avec le réseau) ;2. renewable energy sources 3 and 4 (at the point of coupling with the grid);

3. de la charge consommatrice la plus impédante 7; et3. the most impedant consuming load 7; and

4. de la charge sensible 5.4.sensitive load 5.

La figure 3 illustre schématiquement la détermination et la comparaison du critère de tension. Pour évaluer le critère du plan de tension, le paramètre mesuré est la tension efficace.FIG. 3 schematically illustrates the determination and the comparison of the voltage criterion. To evaluate the voltage plane criterion, the measured parameter is the rms voltage.

Chacune des tensions prélevées aux quatre points de mesure est comparée via les moyens de traitement à deux valeurs de seuil, une valeur minimale Umin en dessous de laquelle la tension sera considérée en tant que sous-tension et une valeur maximale U_MAx au-dessus deé^ laquelle une surtension sera alors détectée. Il s’agit d’une boucle lente, telle que de 10 minutes.Each of the voltages taken at the four measurement points is compared via the processing means with two threshold values, a minimum value Umin below which the voltage will be considered as undervoltage and a maximum value U _MA x above deé ^ which an overvoltage will then be detected. This is a slow loop, such as 10 minutes.

Au regard de la charge sensible 7, les valeurs seuils sont différentes, l’écart de tension supportable par la charge sensible étant plus serré que l’écart apte à être supporté par les autres éléments du réseau. Ces valeurs seuils sont référencées U_M|_Ns et U_MAxs·With regard to the sensitive load 7, the threshold values are different, the voltage difference that can be tolerated by the sensitive load being tighter than the difference that can be supported by the other elements of the network. These threshold values are referenced U _M | _N s and U _MA xs

Si les valeurs mesurées se situent dans la plage comprise entre Umin et Umax pour les éléments 2, 3 et 5, et entre U_Mins et Umaxs pour la charge sensible 7 (ce qui est schématisé par « OUI » sur la figure 3), aucun dépassement des valeurs seuil n’est donc détecté, et par conséquent aucune régulation n’est nécessaire.If the measured values are in the range between Umin and Umax for elements 2, 3 and 5, and between U _M ins and Umaxs for sensitive load 7 (which is shown diagrammatically by "YES" in figure 3), no exceeding of the threshold values is therefore detected, and consequently no regulation is necessary.

En fonction de la détermination des autres critères, il sera éventuellement possible d’augmenter la puissance d’injection des sources à énergie renouvelable et diminuer en conséquence celle des sources à énergie non renouvelable. Il est à noter qu’une bande morte de régulation sera intégrée afin d’éviter de multiples modifications- des points de fonctionnement autour de valeurs limites de tension.Depending on the determination of the other criteria, it may be possible to increase the injection power of renewable energy sources and consequently decrease that of non-renewable energy sources. It should be noted that a regulation dead band will be integrated in order to avoid multiple modifications of operating points around voltage limit values.

Si au moins l’une des valeurs mesurées n’est pas dans la plage de référence, ce qui correspond par conséquent à une tension trop basse ou trop élevée (schématisé par « NON » sur la figure 3), le régulateur prend alors en charge l’information et agit pour qu’au prochain contrôle, la valeur de la tension soit à nouveau convenable.If at least one of the measured values is not in the reference range, which consequently corresponds to a voltage that is too low or too high (shown diagrammatically by "NO" in figure 3), the regulator then takes charge of information and acts so that at the next check, the voltage value is again suitable.

La régulation en tension s’appuie sur différentes actions possibles qui sont ci-après données à titre d’exemples nullement limitatifs :Voltage regulation is based on various possible actions which are given below by way of non-limiting examples:

- ajustement de la consigne d’excitation des machines synchrones des groupes électrogènes afin d’augmenter ou diminuer la tension à la sortie des groupes électrogènes,- adjustment of the excitation setpoint of synchronous machines of generator sets in order to increase or decrease the voltage at the output of the generator sets,

- modification de la consigne de puissance réactive des sources d’énergie renouvelable, par exemple la connexion ou déconnexion des bancs de capacités au niveau des éoliennes ou l’ajustement du facteur de puissance au niveau des onduleurs associés aux panneaux photovoltaïques,- modification of the reactive power setpoint of renewable energy sources, for example connecting or disconnecting capacity banks at wind turbines or adjusting the power factor at inverters associated with photovoltaic panels,

- modification de la consigne de puissance active des sources d’énergie renouvelable si la consigne de puissance réactive est déjà maximale,- modification of the active power setpoint of renewable energy sources if the reactive power setpoint is already maximum,

- ajustement des régleurs en charge des transformateurs, si les régleurs sont disponibles,- adjustment of the transformers in charge of the transformers, if the regulators are available,

- ajustement de la consigne d’autres équipements de compensation sur le réseau (inductances, capacités).- adjustment of the setpoint of other compensation equipment on the network (inductors, capacitors).

B. Le courantB. The current

Le but est de respecter la tenue thermique du réseau de distribution électrique impacté par la nouvelle production décentralisée renouvelable.The aim is to respect the thermal resistance of the electrical distribution network impacted by the new decentralized renewable production.

A titre d’exemple, certaines lignes existantes avant le raccordement des sources d’énergie renouvelable s’avèrent sous-dimensionnées au regard du courant les traversant. Il est nécessaire soit de faire des travaux pour changer le tronçon de ligne avec une section adaptée au passage du courant, soit de limiter le courant en ce tronçon pour éviter toute dégradation.For example, some lines that existed before the connection of renewable energy sources turned out to be undersized with regard to the current passing through them. It is necessary either to carry out work to change the section of line with a section adapted to the passage of the current, or to limit the current in this section to avoid any degradation.

Pour les équipements formant le réseau, on identifie préalablement à la mise en fonctionnement du procédé de régulation, les contraintes de X fonctionnement des équipements : lignes de distribution qui seraient potentiellement surchargées, charges du réseau pouvant rencontrer des problèmes de démarrage ou des contraintes d’exploitation, etc. Ces problématiques sont liées à la décentralisation de la production (connexion au réseau des sources d’énergie renouvelable). En fonction des contraintes, on détermine une valeur de seuil du courant au delà de laquelle il sera nécessaire de réduire la puissance d’injection des sources d’énergie renouvelable.For the equipment forming the network, prior to the start-up of the regulation process, the operating constraints of the equipment are identified: distribution lines which would be potentially overloaded, network loads which may encounter starting problems or operating constraints. operation, etc. These issues are linked to the decentralization of production (connection to the network of renewable energy sources). Depending on the constraints, a current threshold value is determined beyond which it will be necessary to reduce the injection power of renewable energy sources.

La figure 4 illustre schématiquement le contrôle du courant.Figure 4 schematically illustrates the control of the current.

Les mesures du courant sont faites principalement au niveau des sources de production 2, 3 et 4 et si besoin au niveau des charges 5, 6 et 7. Chaque valeur mesurée I est comparée à la valeur de seuil l_max.The current measurements are made mainly at the level of production sources 2, 3 and 4 and if necessary at the level of loads 5, 6 and 7. Each measured value I is compared to the threshold value l _max .

Si le courant ne dépasse pas l_max (représenté par « NON » sur la figure), il n’y a pas besoin de limiter le courant. En revanche, il est possible d’augmenter la puissance d’énergie renouvelable injectée, la puissance de consigne étant augmentée de ΔΡ tel qu’à l’instant N+1, les critères soient toujours vérifiés.If the current does not exceed l _ma x (represented by "NO" in the figure), there is no need to limit the current. On the other hand, it is possible to increase the injected renewable energy power, the setpoint power being increased by ΔΡ such that at time N + 1, the criteria are always verified.

Si le courant dépasse l_max (représenté par « OUI » sur la figure), il faut alors limiter le courant en ajustant les consignes de puissance d’injection des sources d’énergie renouvelable 3 et 4. On diminue alors la puissance d’injection de ces dernières, et on mesure et on compare à nouveau le courant I jusqu’à déterminer la valeur de consigne de puissance idéale pour éviter toute surcharge.If the current exceeds l _max (represented by "YES" in the figure), then the current must be limited by adjusting the injection power setpoints for renewable energy sources 3 and 4. The injection power is then reduced. the latter, and the current I is measured and compared again until the ideal power reference value is determined to avoid any overload.

C. Fréquence de la tension et réserve primaire en puissanceC. Voltage frequency and primary power reserve

La déviation de la fréquence de la tension est à surveiller combinée à la puissance que peut produire l’ensemble des sources à énergie non renouvelable, cette puissance étant nommée réserve primaire en puissance.The voltage frequency deviation should be monitored in combination with the power that all non-renewable energy sources can produce, this power being called the primary power reserve.

Le but est de produire une puissance équivalente à celle que l’on consomme en favorisant les sources d’énergie renouvelable et minimisant les sources d’énergie non renouvelable, tout en veillant à ce que l’on puisse bénéficier à tout moment d’une réserve minimale de puissance primaire pour assurer l’alimentation des différentes charges si les sources d’énergie renouvelable ne sont pas opérationnelles. Cette réserve primaire en puissance correspond donc à la puissance que doit pouvoir fournir l’ensemble seul des sources d’énergie non renouvelable (ici la puissance des groupes électrogènes tous en fonctionnement) pour alimenter toutes les charges sur le réseau. La réserve primaire doit également être suffisante pour que l’utilisateur puisse utiliser (démarrer) la plus grosse charge du réseau alors même qu’il n’était pas prévisible que cette charge se connecte au réseau. Toutefois, pour des charges prévisibles destinées à se connecter et de taille significative au regard de la taille du réseau, ces charges ne sont pas prise en compte dans les calculs de la réserve primaire en puissance, car on choisira de démarrer manuellement une ou des sources de production non renouvelable de puissance ad hoc lorsqu’il s’agira de mettre en fonctionnement ces charges.The goal is to produce power equivalent to that which is consumed by favoring renewable energy sources and minimizing non-renewable energy sources, while ensuring that we can benefit at any time from a minimum reserve of primary power to supply the various loads if the renewable energy sources are not operational. This primary power reserve therefore corresponds to the power that must be able to provide all of the non-renewable energy sources alone (here the power of the generating sets all in operation) to supply all the loads on the network. The primary reserve must also be sufficient so that the user can use (start) the largest load on the network even though it was not predictable that this load would connect to the network. However, for foreseeable loads intended to be connected and of significant size with regard to the size of the network, these loads are not taken into account in the calculations of the primary power reserve, because we will choose to manually start one or more sources. of non-renewable production of ad hoc power when it comes to putting these loads into operation.

La réserve primaire est calculée préalablement à la mise en oeuvre du procédé. Elle pourra être réajustée au cours du temps en fonction de l’évolution du réseau, par exemple si de nouvelles charges sont ajoutées sur le réseau, et en fonction de la puissance renouvelable fournie de façon^ continue. On pourra alors réadapter cette réserve primaire en ajoutant par exemple des groupes électrogènes.The primary reserve is calculated prior to the implementation of the method. It can be readjusted over time according to the evolution of the network, for example if new loads are added to the network, and according to the renewable power supplied continuously. We can then readjust this primary reserve by adding generators, for example.

La fréquence supérieure à la fréquence nominale correspond à ce que les groupes électrogènes sont probablement en sous-charge. La fréquence inférieure à la fréquence nominale signifie que les groupes électrogènes sont probablement en surcharge.The frequency above the rated frequency is what the generator sets are probably underloaded. The frequency lower than the rated frequency means that the generator sets are probably overloaded.

En regard de la figure 5, les étapes de contrôle sont les suivantes.With reference to FIG. 5, the control steps are as follows.

La fréquence sur le réseau est mesurée au point de couplage des sources d’énergie non renouvelable 2 avec le réseau. On calcule la fréquence moyenne et on la compare à deux valeurs de seuil, une minimale f_mi_n et une maximale f_max. Il est à noter qu’une bande morte sera intégrée autour des valeurs de seuil afin de limiter le nombre d’arrêts et démarrages des groupes électrogènes.The frequency on the grid is measured at the point of coupling of the non-renewable energy sources 2 with the grid. The average frequency is calculated and compared with two threshold values, a minimum f _m i _n and a maximum f _max . It should be noted that a dead band will be integrated around the threshold values in order to limit the number of stops and starts of the generator sets.

Les valeurs de seuil minimale f_min et maximale f_max sont des valeurs finies, établies de manière connue en fonction des équipements du réseau et des protections de découplage des sources.The minimum f _min and maximum f _max threshold values are finite values, established in a known manner as a function of the network equipment and the source decoupling protections.

En parallèle, est déterminée la somme des puissances produites par l’ensemble des groupes électrogènes en fonctionnement, cette somme étant retranchée à la puissance nominale Pnom des groupes électrogènes démarrés pour en déduire la puissance restante disponible Pdisponibie- La puissance disponible, ou réserve primaire disponible, est comparée à la réserve primaire désirée.In parallel, the sum of the powers produced by all the generating sets in operation is determined, this sum being subtracted from the nominal power Pnom of the generating sets started to deduce therefrom the remaining power available P available - The available power, or available primary reserve , is compared to the desired primary reserve.

Si la fréquence est dans la plage de fréquences [fmin ;fmax] et que la puissance disponible Pdisponibie est supérieure à la réserve primaire (ce qui correspond à « OUI » sur la figure), alors il n’est pas nécessaire d’ajuster les échanges de puissance, la balance entre la puissance consommée sur le réseau et la puissance fournie est équilibrée.If the frequency is in the frequency range [fmin; fmax] and the available power Pavailable is greater than the primary reserve (which corresponds to "YES" in the figure), then it is not necessary to adjust the exchanges of power, the balance between the power consumed on the network and the power supplied is balanced.

Si la fréquence est supérieure à f_max (ce qui est associé au « NON » sur la figure), cela signifie qu’il y a trop d’énergie produite par rapport à celle consommée. On va alors réguler la puissance injectée sur le réseau, d’une part en diminuant les groupes électrogènes 2 (on en stoppera un par exemple), et d’autre part en adaptant la puissance injectée des sources d’énergie renouvelable 3 et 4 (en l’augmentant ou en la diminuant) pour obtenir un équilibre et une fréquence moyenne comprise dans la plage ΑπΆχ- La fréquence ne convenant pas, le calcul d’une nouvelle puissance de consigne sera effectué. Le calcul de la nouvelle consigne renouvelable sera une fonction du statisme de l’installation. Le statisme de l’installation est égal à 1/K x P_max /f_nOm> Pmax étant la puissance nominale d’énergie renouvelable, f_nOm la fréquence nominale, et K un gain défini au départ de la mise en oeuvre du procédé. Ce statisme est réglé par l’opérateur préalablement et permet de calculer la variation de puissance d’énergie renouvelable (pour calculer la nouvelle valeur de la consigne de puissance d’énergie renouvelable) en fonction de la déviation de fréquence depuis la fréquence nominale f_nOmSi la fréquence est inférieure à f_mi_n (ce qui est associé au « NON » sur la figure), les sources d’énergie non renouvelables et renouvelables ne sont pas suffisantes en alimentation (ce qui est associé au « NON » en sortie du bloc comparatif de la puissance). Il faudra augmenter la puissance injectée à partir des sources d’énergie non renouvelable 2, par exemple mettre en marche un groupe électrogène, jusqu’à obtenir d’une part une puissance disponible supérieure à la réserve primaire et d’autre part une fréquence moyenne comprise dans la plage [f_min ;f_max]. Si cela est possible, il est également envisageable de réduire la charge du réseau.If the frequency is greater than f _ma x (which is associated with “NO” in the figure), this means that there is too much energy produced compared to that consumed. We will then regulate the power injected into the network, on the one hand by reducing the generating sets 2 (we will stop one for example), and on the other hand by adapting the power injected from the renewable energy sources 3 and 4 ( by increasing or decreasing it) to obtain a balance and an average frequency within the range ΑπΆχ- The frequency is not suitable, the calculation of a new setpoint power will be performed. The calculation of the new renewable set point will depend on the droop of the installation. The droop of the installation is equal to 1 / K x P _max / f _nO m> Pmax being the nominal power of renewable energy, f _nO m the nominal frequency, and K a gain defined at the start of the implementation of the process. This droop is set by the operator beforehand and makes it possible to calculate the variation in renewable energy power (to calculate the new value of the renewable energy power setpoint) as a function of the frequency deviation from the nominal frequency f _{nO m If} the frequency is less than f _m i _n (which is associated with "NO" in the figure), non-renewable and renewable energy sources are not sufficient in power supply (which is associated with "NO" at output of the comparative power block). It will be necessary to increase the power injected from the non-renewable energy sources 2, for example to start a generator set, until on the one hand an available power greater than the primary reserve is obtained and on the other hand an average frequency. included in the range [f _min ; f _ma x]. If possible, it is also possible to reduce the load on the network.

La régulation de la fréquence comme la régulation des autres critères est faite en boucle fermée. Dès que l’on intervient sur l’une des sources, on réitère les opérations de mesures, calcul et comparaison pour déterminer la fréquence moyenne de sorte à ajuster la puissance injectée depuis les sources d’énergie renouvelable jusqu’à ce que la fréquence moyenne soit comprise dans la plage f_mj_n-fmax·The regulation of the frequency like the regulation of the other criteria is done in closed loop. As soon as one intervenes on one of the sources, one reiterates the operations of measurement, calculation and comparison to determine the average frequency so as to adjust the power injected from the renewable energy sources until the average frequency either included in the range f _m j _n -fmax

I0I0

D. Puissance-de court-circuit réactive QççD. Reactive short-circuit power Qçç

Le but est de contrôler que la puissance de court-circuit réactive Q_cc est suffisamment élevée, supérieure ou égale à une valeur de seuil minimale 15 Qccmin pour assurer la stabilité en tension.The aim is to check that the reactive short-circuit power Q _cc is sufficiently high, greater than or equal to a minimum threshold value 15 Qccmin, to ensure voltage stability.

Le contrôle de la puissance de court-circuit réactive Q_cc permet de palier aux variations de tension survenant sur le réseau lors d’évènements (transitoires) et ainsi de s’opposer aux risques de découplage intempestif 20 des protections en tension du réseau et des équipements.The control of the reactive short-circuit power Q _cc makes it possible to compensate for the voltage variations occurring on the network during events (transients) and thus to counter the risks of unwanted decoupling of the voltage protections from the network and the equipment.

Ces événements pouvant survenir sur le réseau ont généralement comme origine le démarrage ou l’arrêt d’une charge, le découplage d’une source de production (la déconnexion avec le réseau) ou le démarrage d’une ou 25 plusieurs éoliennes, le démarrage d’un moteur ou l’arrêt d’un groupe électrogène, la magnétisation d’un transformateur de puissance, etc...These events which may occur on the grid generally have as their origin the starting or stopping of a load, the decoupling of a production source (disconnection from the grid) or the start-up of one or more wind turbines, the starting of an engine or the shutdown of a generator, the magnetization of a power transformer, etc ...

La puissance de court-circuit réactive Q_cc est déterminée de manière connue, βThe reactive short-circuit power Q _cc is determined in a known manner, β

La puissance de court-circuit réactive minimale Q_CCmin est déterminée de manière connue à partir des états des différents éléments connectés du réseau tels que les onduleurs photovoltaïques, des éoliennes, des charges synchrones, etc...The minimum reactive short-circuit power Q _CC min is determined in a known manner from the states of the various connected elements of the network such as photovoltaic inverters, wind turbines, synchronous loads, etc.

Lorsque la puissance de court-circuit réactive Q_cc reste supérieure ou égale à la valeur seuil minimale Q_Ccmin, il n’y a aucune action à mener.When the reactive short-circuit power Q _cc remains greater than or equal to the minimum threshold value Q _C cmin, there is no action to be taken.

Si au contraire, la puissance de court-circuit réactive Q_cc est inférieure à la valeur seuil minimale Q_CCmin, alors la régulation doit être mise en oeuvre de manière à augmenter cette puissance de court-circuit réactive.If, on the contrary, the reactive short-circuit power Q _cc is less than the minimum threshold value Q _CC min, then the regulation must be implemented so as to increase this reactive short-circuit power.

L’augmentation peut se faire de différentes façons, par exemple :The increase can be done in different ways, for example:

- on connectera des bancs de capacité- we will connect capacity banks

- on ajustera le facteur de puissance des onduleurs photovoltaïques,- we will adjust the power factor of the photovoltaic inverters,

- on démarrera des machines synchrones.- we will start synchronous machines.

La régulation de la puissance de court-circuit réactive est à considérer ici uniquement au regard d’événements qui ne sont pas prévisibles. Ainsi, à l’inverse, si une forte charge consommatrice sur le réseau est mise en route alors que l’opérateur s’est assuré manuellement qu’il y a suffisamment de sources d’énergie non renouvelable en production pour démarrer la charge, l’impact de cette charge ne sera pas prise en compte dans la boucle de régulation de la puissance de court-circuit réactive.The regulation of the reactive short-circuit power is to be considered here only with regard to events which are not foreseeable. Thus, conversely, if a high consuming load on the network is started while the operator has manually ensured that there are enough non-renewable energy sources in production to start the load, the The impact of this load will not be taken into account in the reactive short-circuit power regulation loop.

E. Puissance de court-circuit apparente Sç_C E. Apparent short-circuit power Sç _C

Le but est de contrôler que la puissance de court-circuit apparente Sec permet d’assurer que les protections électriques associées aux éléments du réseau détecteront tous les défauts en énergie (court-circuit), et que cette puissance de court-circuit apparente reste inférieure à la puissance de défaut maximale que peuvent supporter les matériels liés aux éléments du réseau. Il y va de la protection des personnes et du matériel.The aim is to check that the apparent short-circuit power Sec ensures that the electrical protections associated with the network elements will detect all energy faults (short-circuit), and that this apparent short-circuit power remains lower. at the maximum fault power that the equipment linked to network elements can withstand. The protection of people and equipment is at stake.

On détermine donc sur le réseau, de manière connue, la puissance de court-circuit apparente et on la compare à deux valeurs de référence :The apparent short-circuit power is therefore determined on the network, in a known manner, and is compared with two reference values:

- une valeur de seuil minimal S_Ccmi_n: il est nécessaire de pouvoir détecter la valeur la plus basse de puissance de court-circuit qui pourrait déclencher une protection en cas de défaut, en particulier au point le plus impédant du réseau ; et- a minimum threshold value S _C cmi _n : it is necessary to be able to detect the lowest short-circuit power value which could trigger protection in the event of a fault, in particular at the most impedant point of the network; and

- une valeur de seuil maximale S_CCmax : il est nécessaire de pouvoir couper tous les courants de court-circuit pouvant apparaître lors d’un défaut sur le réseau tout en respectant la tenue des matériels (pas d’endommagement des équipements).- a maximum threshold value S _CC max: it is necessary to be able to cut all the short-circuit currents that may appear during a fault on the network while respecting the resistance of the equipment (no damage to the equipment).

La valeur minimale S_ccmin est généralement liée à la charge la plus impédante. Or, il convient justement pour la protection de cette charge présentant la puissance de court-circuit la plus basse de pouvoir détecter un défaut et de couper le courant (éviter la courbe de non-fusion d’un fusible, ...). Dans certains cas, l’emploi de plusieurs jeux de protection sur un même relais, ou la mise en oeuvre de protections électriques connues (par exemple maximum de courant phase à retenue de tension temporisée) seront employés afin de faciliter le déclenchement dans des situations extrêmes.The minimum value S _ccm in is generally linked to the most impedant load. However, for the protection of this load with the lowest short-circuit power, it is appropriate to be able to detect a fault and cut the current (avoid the non-melting curve of a fuse, etc.). In certain cases, the use of several sets of protection on the same relay, or the implementation of known electrical protections (for example phase overcurrent with delayed voltage restraint) will be used in order to facilitate tripping in extreme situations. .

La valeur maximale S_CCmax correspond à la valeur de puissance la plus forte de court-circuit pouvant mener à la détérioration ou à la destruction du matériel, ou ne pouvant pas être coupée par les organes de protection (disjoncteurs, interrupteurs, ...).The maximum value S _CC max corresponds to the highest short-circuit power value that can lead to the deterioration or destruction of the equipment, or that cannot be cut by the protection devices (circuit breakers, switches, etc. ).

Préalablement à la mise en fonctionnement du procédé de régulation, on aura déterminé les valeurs de seuil S_CCmin et S_ccmax de puissance de courtcircuit acceptables pour la configuration du réseau à l’instant considéré.Prior to the operation of the regulation method, the threshold values S _CC min and S _ccm ax of acceptable short-circuit power will have been determined for the configuration of the network at the time considered.

Bien entendu, le réseau pouvant évoluer dans le temps (ajout de charges par exemple), les valeurs de seuil de court-circuit S_ccmj_n et S_ccmax seront donc réajustées.Of course, since the network can change over time (adding loads for example), the short-circuit threshold values S _ccm j _n and S _ccmax will therefore be readjusted.

Afin de contrôler la puissance de court-circuit apparente S_cc, celle-ci est donc déterminée sur le réseau puis comparée aux valeurs de seuils maximale et minimale. L’évaluation de la valeur de court-circuit apparente S_cc est obtenue de manière connue. Elle est notamment réalisée à partir de la valeur mesurée sur le réseau du facteur de papillotement à court terme Pst, de la variation de tension lors de la commutation d’une charge aux caractéristiques électriques connues, du nombre de groupes électrogènes.In order to check the apparent short-circuit power S _cc , it is therefore determined on the network and then compared with the maximum and minimum threshold values. The evaluation of the apparent short-circuit value S _cc is obtained in a known manner. It is carried out in particular on the basis of the value measured on the network of the short-term flicker factor Pst, of the voltage variation during the switching of a load with known electrical characteristics, of the number of generator sets.

La puissance de court-circuit apparente S_cc est évaluée au niveau des points de couplage des sources d’énergie renouvelable, en particulier les éoliennes.The apparent short-circuit power S _cc is evaluated at the coupling points of renewable energy sources, in particular wind turbines.

Tant que la valeur déterminée de puissance de court-circuit apparente S_cc est comprise entre les valeurs minimale S_CCmin et maximale S_CCmax, la sécurité des personnes et des matériels est assurée et aucune action sur le réseau n’est nécessaire.As long as the determined value of apparent short-circuit power S _cc is between the minimum S _CC min and maximum S _CC max values, the safety of people and equipment is ensured and no action on the network is necessary.

Si la valeur déterminée de puissance de court-circuit apparente S_cc est supérieure à la valeur maximale S_ccmax, il sera nécessaire de la diminuer, par exemple :If the determined value of apparent short-circuit power S _cc is greater than the maximum value S _ccm ax, it will be necessary to reduce it, for example:

- on arrêtera un groupe électrogène,- we will stop a generator,

- on agira sur les sources d’énergie renouvelable (découplage d’éoliennes, arrêt d’onduleurs de fermes photovoltaïques)- we will act on renewable energy sources (decoupling of wind turbines, shutdown of inverters of photovoltaic farms)

- on déconnectera des bancs de capacité- we will disconnect capacity banks

- on arrêtera des machines synchrones ou asynchrones.- synchronous or asynchronous machines will be stopped.

Si la valeur déterminée de puissance de court-circuit apparente S_cc est inférieure à la valeur minimale S_CCmin, il sera nécessaire de l’augmenter.If the determined value of apparent short-circuit power S _cc is lower than the minimum value S _CC min, it will be necessary to increase it.

On agira de la même manière que pour augmenter la puissance de courtcircuit réactive Q_cc (paragraphe D plus haut), par exemple :We will act in the same way as to increase the reactive short-circuit power Q _cc (paragraph D above), for example:

- on démarrera un ou des groupes électrogènes,- one or more generator sets will be started,

- on agira sur les sources d’énergie renouvelable, (couplage d’éoliennes),- we will act on renewable energy sources (coupling wind turbines),

- on connectera des bancs de capacité- we will connect capacity banks

- on démarrera des machines synchrones ou asynchrones,- we will start synchronous or asynchronous machines,

- on connectera des onduleurs de fermes photovoltaïques.- we will connect inverters from photovoltaic farms.

F. La réactance Xœ des masses tournantesF. The reactance Xœ of the rotating masses

La fréquence du réseau électrique est l’image de la vitesse de rotation des groupes électrogènes. Lorsque la fréquence augmente, le groupe « accélère » et celui-ci doit donc limiter l’injection de carburant afin de retrouver sa vitesse de consigne (ce qui correspond à une fréquence nominale du réseau typiquement de 50 ou 60 Hz). Lorsque la fréquence diminue, le groupe doit accélérer (injection de carburant) afin de rattraper la vitesse désirée.The frequency of the power grid is the image of the rotational speed of generator sets. When the frequency increases, the unit "accelerates" and it must therefore limit the fuel injection in order to regain its set speed (which corresponds to a nominal network frequency of typically 50 or 60 Hz). When the frequency decreases, the unit must accelerate (fuel injection) in order to catch up to the desired speed.

Le but ici est de contrôler que la réactance X_cc « tournante » est suffisamment élevée pour assurer la stabilité en fréquence et d’éviter les découplages intempestifs des protections électriques des sources de ^4 production et des charges lors d’événements susceptibles de perturber la fréquence, tels que le démarrage ou l’arrêt de fortes charges consommatrices d’électricité (moteurs par exemple), le démarrage ou l’arrêt d’un onduleur, d’une éolienne ou d’un groupe électrogène (voire même de plusieurs d’entre eux dans le cas d’un mode commun), ou bien encore l’apparition et la disparition des courts-circuits accidentels (par exemple des défauts d’isolation, un câble blessé, une projection de branches sur des lignes aériennes).The aim here is to check that the “rotating” reactance X _cc is high enough to ensure frequency stability and to avoid untimely decoupling of the electrical protections of the sources of production and of the loads during events liable to disturb the power supply. frequency, such as starting or stopping heavy loads that consume electricity (motors for example), starting or stopping an inverter, a wind turbine or a generator set (or even several d 'between them in the case of a common mode), or even the appearance and disappearance of accidental short-circuits (for example insulation faults, an injured cable, a projection of branches on overhead lines).

Le démarrage d’une forte charge par exemple, engendre une augmentation de la puissance active appelée, ce qui a tendance à faire diminuer brusquement la fréquence se traduisant en outre par une perte de vitesse des groupes électrogènes de la source d’énergie non renouvelable 2.Starting a heavy load, for example, generates an increase in the active power demand, which tends to decrease the frequency abruptly, which also results in a loss of speed of the generating sets of the non-renewable energy source 2 .

S’il s’agit par exemple d’un délestage, cela conduit à une diminution de la puissance active appelée, entraînant un pic de fréquence et une accélération soudaine des groupes électrogènes.If it is a load shedding, for example, this leads to a decrease in the active power demand, leading to a frequency spike and sudden acceleration of the generator sets.

A noter que des événements tels qu’une rafale de vent au regard des éoliennes, ou le passage d’un nuage au regard des panneaux photovoltaïques peuvent avoir une incidence sur la fréquence. Les creux et pics de fréquence transitoires ont pour conséquence d’affecter le bon fonctionnement et la continuité du service électrique.Note that events such as a gust of wind over wind turbines, or the passage of a cloud over photovoltaic panels can have an impact on the frequency. Transient frequency dips and peaks affect the proper functioning and continuity of electrical service.

Par conséquent, la régulation de la réactance X_cc permettra d’anticiper ces pics et creux de fréquence pour assurer une stabilité lors des reprises de charges ou de délestage.Consequently, the regulation of the X _cc reactance will make it possible to anticipate these frequency peaks and troughs to ensure stability during load resumption or load shedding.

On détermine la réactance X_ccde manière connue.The reactance X _cc is determined in a known manner.

Puis, on compare la réactance déterminée X_cc à une valeur seuil minimale Xccmin· Cette valeur minimale est une valeur prédictive préalablement définie, basée sur les estimations de réactance qu’on devrait avoir sur le réseau pour s’opposer à des chutes ou augmentations de fréquence, ou du moins pour minimiser à des valeurs acceptables les chutes et pics de fréquence, lorsque les différents événements précités surviennent (perte de production d’une éolienne ou de panneaux photovoltaïques, démarrage d’un moteur, etc...). Ainsi, on aura estimé la réactance au point de couplage des énergies renouvelables, la réactance pour les charges, ainsi qu’en cas de rafale, etc. La valeur seuil minimale X_ccmin correspond à la valeur minimale parmi les différentes réactances.Then, we compare the determined reactance X _cc to a minimum threshold value Xccmin.This minimum value is a predetermined predictive value, based on the estimates of reactance that we should have on the network to oppose drops or increases in frequency, or at least to minimize frequency drops and peaks to acceptable values, when the various aforementioned events occur (loss of production from a wind turbine or photovoltaic panels, starting of a motor, etc.). Thus, we will have estimated the reactance at the point of coupling of renewable energies, the reactance for the loads, as well as in the event of a burst, etc. The minimum threshold value X _ccm in corresponds to the minimum value among the different reactances.

Si la réactance X_cc est inférieure à la valeur minimale X_CCmin> il n’y a pas lieu de modifier la réactance.If the reactance X _cc is less than the minimum value X _CC min>, there is no need to modify the reactance.

Au contraire, si la réactance Xcc est supérieure à la valeur minimale Xccmin, il est nécessaire de la réguler en l’augmentant, par exemple :On the contrary, if the reactance Xcc is greater than the minimum value Xccmin, it is necessary to regulate it by increasing it, for example:

- on démarrera un groupe électrogène de la source d’énergie non renouvelable 2,- we will start a generator from non-renewable energy source 2,

- on démarrera des sources d’énergie renouvelable supplémentaires 3 et 4,- we will start additional renewable energy sources 3 and 4,

- on démarrera des charges tournantes,- we will start rotating loads,

- on augmentera la capacité des parcs batteries connectés sur le réseau, si des parcs sont disponibles.- the capacity of battery banks connected to the network will be increased, if parks are available.

G. Qualité de l’énergie QEG. Quality of energy QE

Le but est de contrôler que la qualité de l’énergie distribuée est conforme aux attentes du gestionnaire du réseau, ΛThe aim is to check that the quality of the energy distributed meets the expectations of the network operator, Λ

Cette qualité d’énergie correspond à la qualité du courant et de la tension circulant sur le réseau.This energy quality corresponds to the quality of the current and the voltage flowing on the network.

Les exigences quant à la qualité du courant dépendent des installations reliées au réseau ; un site industriel n’aura pas les mêmes contraintes et donc exigences qu’un site hôtelier par exemple.The requirements regarding the quality of the current depend on the installations connected to the network; an industrial site will not have the same constraints and therefore requirements as a hotel site, for example.

Le demandeur propose que la qualité de l’énergie soit représentative des papillotements sur le réseau (encore appelés par le terme anglais « flickers »), des harmoniques en tension, du déséquilibre de la tension et de la variation rapide de fréquence.The applicant proposes that the quality of the energy be representative of flickers on the network (also called by the English term "flickers"), voltage harmonics, voltage imbalance and rapid frequency variation.

Différents éléments connectés au réseau peuvent provoquer des papillotements, par exemple lors de la mise en marche de charges consommatrices d’électricité fluctuantes telles que des laminoirs, pompes à chaleur, appareils électrodomestiques, postes de soudure, moteurs, fours à arc, etc., ainsi que lors de la mise en marche et de la production d’une éolienne.Various elements connected to the network can cause flickering, for example when switching on fluctuating electricity consuming loads such as rolling mills, heat pumps, household appliances, welding stations, motors, arc furnaces, etc., as well as when starting up and producing a wind turbine.

Les papillotements influent sur la qualité de l’énergie délivrée et en conséquence sur la durée de vie des matériels (charges consommatrices).Flickering influences the quality of the energy delivered and consequently the lifespan of the equipment (consuming loads).

L’évaluation des papillotements exprimée par les facteurs de papillotement Pst pour le court terme et Plt pour le long terme (après 120 minutes) est réalisée de manière connue conformément à la norme 61400-21 pour les aérogénérateurs. Il est notamment nécessaire de mesurer les impédances de court-circuit et de connaître la puissance de court-circuit du réseau, cela se fait de manière connue grâce aux appareils de mesure. /The evaluation of the flicker expressed by the flicker factors Pst for the short term and Plt for the long term (after 120 minutes) is carried out in a known manner in accordance with the 61400-21 standard for wind turbines. It is in particular necessary to measure the short-circuit impedances and to know the short-circuit power of the network, this is done in a known manner using measuring devices. /

Si la régulation des papillotements s’avère nécessaire (dépassement de la part de flicker octroyée aux sources d’énergie renouvelable par le gestionnaire de réseau ou dépassement du seuil maximale de flicker autorisé par le gestionnaire sur l’ensemble du réseau), alors on ajustera l’injection de puissance en provenance des énergies renouvelables, c’està-dire en diminuant la consigne de puissance d’une ou de plusieurs éoliennes, et en compensant par une augmentation de l’injection de puissance des groupes électrogènes. Cette régulation dépendra de l’endroit où sont détectés les papillotements.If the regulation of flickers proves necessary (exceeding the flicker share granted to renewable energy sources by the network manager or exceeding the maximum flicker threshold authorized by the manager on the entire network), then we will adjust the injection of power from renewable energies, that is to say by reducing the power setpoint of one or more wind turbines, and by compensating by an increase in the power injection of the generator sets. This regulation will depend on where the flicker is detected.

Quant aux harmoniques en tension et en courant sur le réseau, il est connu qu’elles engendrent des troubles fonctionnels des appareils électroniques (synchronisation, commutation), des disjonctions intempestives, des échauffements et diminuent la durée de vie des appareils.As for voltage and current harmonics on the network, it is known that they cause functional disturbances in electronic devices (synchronization, switching), untimely tripping, overheating and reduce the lifespan of devices.

Les harmoniques qui apparaissent lorsque le courant consommé par les charges n’est pas une sinusoïde pure, sont notamment provoquées par une charge non linéaire intégrée à de l’électronique de puissance. A titre d’exemple de charge, on peut citer les variateurs, onduleurs, convertisseurs, gradateurs de lumière, postes de soudure, etc... C’est donc un événement usuel sur le réseau.The harmonics that appear when the current consumed by the loads is not a pure sine wave, are caused in particular by a non-linear load integrated into the power electronics. As an example of load, we can cite dimmers, inverters, converters, light dimmers, welding stations, etc. This is therefore a common event on the network.

Même les sources d’énergie renouvelables peuvent engendrer des harmoniques (les onduleurs associés aux panneaux photovoltaïques et aux éoliennes, les systèmes de démarrage, les gradateurs, ...).Even renewable energy sources can generate harmonics (inverters associated with photovoltaic panels and wind turbines, starting systems, dimmers, ...).

On mesure de manière connue le taux de distorsion harmonique THD et on le compare à une valeur seuil maximale THDmax considérée comme acceptable.The degree of harmonic distortion THD is measured in a known manner and is compared with a maximum threshold value THDmax considered to be acceptable.

La limitation des harmoniques se fera en diminuant l’injection de puissance en provenant des énergies renouvelables, par exemple en déconnectant du réseau un onduleur de panneaux photovoltaïques, et en augmentant la puissance injectée par les sources d’énergie non renouvelable, par exemple en démarrant un groupe électrogène.Harmonics will be limited by reducing the power injection from renewable energies, for example by disconnecting an inverter of photovoltaic panels from the grid, and by increasing the power injected by non-renewable energy sources, for example by starting a generator set.

Concernant le déséquilibre de tension sur le réseau, il peut apparaître par exemple lors du déséquilibre d’une charge, du déplacement du neutre sur le réseau, le claquage de résistances d’isolement dans des enroulements.Concerning the voltage imbalance on the network, it can appear, for example, during the unbalance of a load, the displacement of the neutral on the network, the breakdown of insulation resistances in the windings.

Le déséquilibre de tension engendre une diminution de la tension phaseterre pour certaines phases et du couple moteur pour certaines charges, affectant la protection des matériels, la durée de vie des matériels.The voltage imbalance causes a reduction in the phase-to-earth voltage for certain phases and in the motor torque for certain loads, affecting the protection of equipment and the life of the equipment.

Le seuil de variation du déséquilibre de tension est défini de manière connue par la norme EN 50160.The voltage imbalance variation threshold is defined in a known manner by standard EN 50160.

La régulation du déséquilibre de la tension intervient en ajustant la puissance de court-circuit apparente S_cc, en l’augmentant, tout en s’assurant de ne pas dépasser la valeur de seuil maximale S_ccmax (voir paragraphe E ci-dessus).The regulation of the voltage imbalance intervenes by adjusting the apparent short-circuit power S _cc , increasing it, while making sure not to exceed the maximum threshold value S _ccm ax (see paragraph E above) .

Enfin, la variation rapide de la fréquence est essentiellement due à la production d’énergie par les sources d’énergie renouvelable et aux variations de la consommation. Elle affecte la qualité de la production et le bon fonctionnement à long terme des groupes électrogènes. XFinally, the rapid variation in frequency is mainly due to the production of energy by renewable energy sources and to variations in consumption. It affects the quality of production and the long-term functioning of the generator sets. X

Sa régulation passe par la limitation de la puissance injectée sur le réseau des éoliennes 3, et l’augmentation de la puissance de court-circuit apparente S_cc (augmentation de l’inertie du réseau X_cc).Its regulation involves limiting the power injected into the network of wind turbines 3, and increasing the apparent short-circuit power S _cc (increase in the inertia of the network X _cc ).

En variante du contrôle des grandeurs ci-dessus (papillotements, harmoniques, déséquilibre de la tension et variation rapide de fréquence), il est envisageable de déterminer un indice IQE qui correspondrait à une équation dont les paramètres seraient les grandeurs ci-dessus. Le contrôle se ferait alors sur cet indice en ayant défini une valeur de seuil maximale de l’indice.As a variant of the control of the above quantities (flickering, harmonics, voltage imbalance and rapid variation in frequency), it is possible to determine an IQE index which would correspond to an equation whose parameters would be the above quantities. This index would then be checked by having defined a maximum threshold value for the index.

L’estimation de l’indice IQE se ferait au point de couplage avec le réseau de chaque source d’énergie 2, 3 et 4, de chaque charge sensible 5 et de la charge la plus impédante 7, fournissant des indices IQE, IQEa, IQEb, IQEc, IQEd, IQEe. On considérerait pour la comparaison avec la valeur de seuil de l’indice, l’indice IQE de valeur la plus élevée parmi tous ces indices et correspondant à la perturbation la plus élevée du réseau.The estimation of the IQE index would be done at the point of coupling with the network of each energy source 2, 3 and 4, of each sensitive load 5 and of the most impedant load 7, providing indices IQE, IQEa, IQEb, IQEc, IQEd, IQEe. For comparison with the index threshold value, the highest value WQI index among all these indices and corresponding to the highest network disturbance would be considered.

Lorsque la valeur de l’indice IQE serait en dessous de la valeur de seuil maximale de l’indice, la qualité du réseau serait jugée acceptable, et aucune régulation ne serait nécessaire.When the value of the IQE index was below the maximum threshold value of the index, the quality of the network would be considered acceptable, and no regulation would be necessary.

Dans le cas contraire, la valeur de l’indice IQE étant supérieure .à la valeur de seuil IQEmax, il serait nécessaire d’ajuster la puissance de court-circuit apparente S_cc en l’augmentant, tout en s’assurant de ne pas dépasser la valeur de seuil maximale S_ccmax (voir paragraphe E ci-dessus), par exemple :Otherwise, the value of the IQE index being greater than the threshold value IQEmax, it would be necessary to adjust the apparent short-circuit power S _cc by increasing it, while making sure not to exceed the maximum threshold value S _ccma x (see paragraph E above), for example:

- on enclenchera un ou des groupes électrogènes, Z- we will start one or more generators, Z

- on agira sur les sources d’énergie renouvelable (couplage d’éoliennes, d’onduleur photovoltaïque)- we will act on renewable energy sources (coupling of wind turbines, photovoltaic inverters)

- on connectera des bancs de capacité- we will connect capacity banks

- on démarrera des machines synchrones ou asynchrones.- we will start synchronous or asynchronous machines.

Le procédé de l’invention permet donc de réajuster en temps réel la puissance injectée par telle ou telle source d’énergie renouvelable et non renouvelable afin de maximiser l’utilisation de l’énergie renouvelable sur la base du contrôle de plusieurs critères arrêtés que sont la tension sur le îo réseau, le courant sur le réseau, la fréquence du courant associée à la réserve primaire en puissance, la puissance de court-circuit apparente S_cc, la puissance de court-circuit réactive Q_cc, la réactance tournante X_cc, et la qualité de l’énergie.The method of the invention therefore makes it possible to readjust in real time the power injected by this or that renewable and non-renewable energy source in order to maximize the use of renewable energy on the basis of the control of several established criteria which are the voltage on the network, the current on the network, the frequency of the current associated with the primary power reserve, the apparent short-circuit power S _cc , the reactive short-circuit power Q _cc , the rotating reactance X _cc , and the quality of energy.

La régulation de la puissance injectée sur le réseau se fait de la manière suivante.The power injected into the network is regulated as follows.

Au démarrage, le réseau fonctionne soit avec uniquement les sources d’énergie non renouvelable, soit avec quelques sources d’énergie non 20 renouvelable en marche et une valeur minimale de consigne de puissance d’injection pour les sources d’énergie renouvelable.At start-up, the grid operates either with non-renewable energy sources only, or with a few non-renewable energy sources running and a minimum feed-in power setpoint for renewable energy sources.

On contrôle que tous les critères A à G précédents soient conformes de sorte que le réseau est dans des conditions de fonctionnement 25 acceptables.It is checked that all of the above criteria A to G comply so that the network is in acceptable operating conditions.

Si les valeurs calculées sont acceptables (bloc « ensemble des critères Ok » sur la figure 2), on augmente alors la puissance d’injection des sources d’énergie renouvelable. XIf the calculated values are acceptable (block "set of Ok criteria" in Figure 2), then the injection power of renewable energy sources is increased. X

Si les critères sont donc conformes, on augmente la puissance de consigne des sources d’énergie renouvelable d’une valeur optimisée et acceptable estimée par calcul et comparaison via l’automate suite aux mesures effectuées, à la détermination des critères, et à des valeurs fixes minimales d’augmentation de puissance.If the criteria are therefore compliant, the setpoint power of the renewable energy sources is increased by an optimized and acceptable value estimated by calculation and comparison via the PLC following the measurements carried out, the determination of the criteria, and the values. fixed minimum power increase.

En parallèle, on diminue la puissance injectée par la source d’énergie non renouvelable 2, par exemple on arrête un groupe électrogène, le but étant d’optimiser les besoins en énergie renouvelable, de sorte à atteindre une consommation en carburant la plus faible possible pour les groupes électrogènes.At the same time, the power injected by the non-renewable energy source 2 is reduced, for example a generator set is stopped, the aim being to optimize the renewable energy needs, so as to achieve the lowest possible fuel consumption. for generators.

Il est impératif qu’à l’instant de contrôle N+1, les seuils d’alarme de la tension U, la fréquence f et de la qualité de l’énergie QE ne soient pas atteints et que la réserve primaire en puissance soit suffisante (stabilité du processus de régulation).It is imperative that at the time of check N + 1, the alarm thresholds for voltage U, frequency f and power quality QE are not reached and that the primary power reserve is sufficient. (stability of the regulatory process).

En parallèle, les nouvelles valeurs à l’instant N+1 calculées pour la puissance de court-circuit réactive Q_cc, la puissance de court-circuit apparente S_cc, la réactance X_cc doivent respecter les valeurs de seuil.In parallel, the new values at instant N + 1 calculated for the reactive short-circuit power Q _cc , the apparent short-circuit power S _cc , the reactance X _cc must respect the threshold values.

Pour chacun des critères, on considère soit une valeur estimée d’augmentation de puissance, soit une valeur prédéfinie et on choisit parmi ces valeurs celles la plus petite pour définir la valeur d’augmentation optimisée et acceptable.For each of the criteria, either an estimated power increase value or a predefined value is considered and the smallest value is chosen from among these values to define the optimized and acceptable increase value.

Les valeurs estimées par calculs pour certains des critères sont les suivantes :The values estimated by calculations for some of the criteria are as follows:

La valeur d’augmentation de puissance ΔΡι au regard du respect du critère de la tension est calculée par la formule :The power increase value ΔΡι with regard to compliance with the voltage criterion is calculated by the formula:

ΔΡ1 — (Umax — U_mesuré max) X gain kp1ΔΡ1 - (Umax - U _m measured max) X gain kp1

Où Umax est la valeur de seuil du critère de la tension, U_mesuré max est la valeur maximale de tension parmi toutes les valeurs de tension mesurées sur le réseau et le gain kp1 (en kVA/V) est une valeur de gain définie et ajustée au démarrage du procédé de régulation. La puissance réactive renouvelable est considérée constante pendant l’opération.Where Umax is the threshold value of the voltage criterion, U _measured max is the maximum voltage value among all the voltage values measured on the network and the gain kp1 (in kVA / V) is a defined gain value and adjusted at the start of the control process. The renewable reactive power is considered constant during operation.

La valeur d’augmentation de puissance ΔΡ₂ au regard du respect du critère du courant est calculée par la formule :The power increase value ΔΡ ₂ with regard to compliance with the current criterion is calculated by the formula:

ΔΡ₂ ~ Omax^- Imesurémax) X U X VâΔΡ ₂ ~ Omax ^- Imesuremax) XUX Vâ

Où Imax est la valeur de seuil du critère du courant, Imesurémax est la valeur maximale de courant parmi toutes les valeurs de courant mesurées sur le réseau et U est la tension associée à Imesuré max- La puissance réactive renouvelable est considérée constante pendant l’opération.Where Imax is the threshold value of the current criterion, Imesuremax is the maximum current value among all the current values measured on the network and U is the voltage associated with Imeasured max - The renewable reactive power is considered constant during the operation .

La valeur d’augmentation de puissance ΔΡ₃ au regard du respect du critère de la puissance minimale de bon fonctionnement des sources d’énergie non renouvelable (groupes électrogènes) est calculée par la formule :The power increase value ΔΡ ₃ with regard to compliance with the criterion of the minimum operating power of non-renewable energy sources (generators) is calculated by the formula:

ΔΡ3 — Pn - Pconso PmBFΔΡ3 - Pn - Pconso PmBF

Où P_N est la valeur de la puissance de consigne à l’instant précédent N, Pconso est la valeur de la puissance consommée sur le réseau, et P_Mbf est la puissance minimale de bon fonctionnement des sources d’énergie non renouvelable (pour des groupes électrogènes, Pmbf correspond entre 10 et 30% de la valeur nominale).Where P _N is the value of the setpoint power at the previous instant N, Pconso is the value of the power consumed on the network, and P _M bf is the minimum operating power of non-renewable energy sources (for generator sets, Pmbf corresponds between 10 and 30% of the nominal value).

La valeur d’augmentation de puissance ΔΡ₄ au regard du respect du critère de la réserve primaire en puissance est calculée par la formule :The power increase value ΔΡ ₄ with regard to compliance with the criterion of the primary power reserve is calculated by the formula:

ΔΡ4 = Σ (Pnom GE ~ Pge) “ PnΔΡ4 = Σ (Pnom GE ~ Pge) “Pn

Où l’on considère la somme de toutes les puissances de réserve électrique (P_nom ge - Puissance produite GE), et la puissance de consigne à l’instant N. P_nOmGE est la puissance nominale de chaque source d’énergie non renouvelable, ici de chaque groupe électrogène et Pge est la puissance produite par le groupe électrogène correspondant. On ne tient compte ici-que des groupes connectés au réseau déjà démarrés.Where we consider the sum of all the electrical reserve powers (P _nom ge - Power produced GE), and the setpoint power at instant N. P _nO mGE is the nominal power of each non-renewable energy source , here of each generator set and Pge is the power produced by the corresponding generator set. Only groups connected to the network already started are taken into account here.

- La valeur d’augmentation de puissance ΔΡ₅ au regard du respect du critère de la réactance tournante est calculée par la formule :- The power increase value ΔΡ ₅ with regard to compliance with the rotating reactance criterion is calculated by the formula:

ΔΡ 5 ⁼ P maxEnR ^— P mesuréEnRΔΡ 5 ⁼ P maxEnR ^- P measuredEnR

Où PmaxEnR est la valeur de la puissance maximale d’énergie renouvelable qui peut être injectée de façon que la disparition de la puissance active renouvelable n’entraîne pas de problème de stabilité transitoire en fréquence (la réactance tournante minimale nécessaire calculée Xccmin devant être supérieure ou égale à la réactance tournante X_cc mesurée).Where PmaxEnR is the value of the maximum renewable energy power which can be injected so that the disappearance of the renewable active power does not cause a problem of transient frequency stability (the minimum necessary rotating reactance calculated Xccmin must be greater or equal to the measured rotating reactance X _cc ).

- La valeur d’augmentation de puissance ΔΡβ au regard du respect du critère des papillotements est calculée par la formule : y- The power increase value ΔΡβ with regard to compliance with the flicker criterion is calculated by the formula: y

ΔΡβ — ((Pstmax ~ Pst mesuré) X S_cc mesuré ) / (C X gain kp2)ΔΡβ - ((Pstmax ~ Pst measured) XS _cc measured) / (CX gain kp2)

Où Pstmax est la valeur de seuil du facteur de papillotement, P_st mesuré est la valeur maximale mesurée du facteur de papillotement, c est le coefficient de papillotement des sources d’énergie renouvelable, et le gain kp2 (en kVA/V) est une valeur de gain définie et ajustée au démarrage du procédé de régulation.Where Pstmax is the threshold value of the flicker factor, P _s t measured is the maximum measured value of the flicker factor, c is the flicker coefficient of renewable energy sources, and the gain kp2 (in kVA / V) is a gain value defined and adjusted at the start of the regulation process.

ΔΡι à ΔΡβ sont les valeurs de surplus de puissance acceptables pour les critères de tension, de courant, de la puissance minimale de bon fonctionnement des sources d’énergie non renouvelable (groupes électrogènes), de la réserve primaire en puissance, la réactance tournante et des papillotements.ΔΡι to ΔΡβ are the acceptable surplus power values for the criteria of voltage, current, minimum power for proper operation of non-renewable energy sources (generators), primary power reserve, rotating reactance and flickering.

Pour les autres critères (harmoniques, déséquilibres tension,...) il n’est pas possible d’établir un lien direct entre le surplus de puissance renouvelable et les mesures électriques. Un pas fixe d’élévation de la consigne renouvelable est donc utilisé et correspond à ΔΡγ, ΔΡδ...For the other criteria (harmonics, voltage imbalances, ...) it is not possible to establish a direct link between the surplus renewable power and the electrical measurements. A fixed step of raising the renewable setpoint is therefore used and corresponds to ΔΡγ, ΔΡδ ...

L’automate choisira la valeur la plus petite parmi ΔΡι à ΔΡ₈ pour ajouter à la valeur de consigne. Puis, de nouvelles mesures permettront de contrôler que les seuils d’alarme n’ont pas été dépassés.The controller will choose the smallest value among ΔΡι to ΔΡ ₈ to add to the set value. Then, new measures will make it possible to check that the alarm thresholds have not been exceeded.

La fréquence de contrôle des critères, mesures et détermination des valeurs des critères et leur comparaison, est de préférence inférieure à 5 minutes et est plutôt toutes les minutes, voire même toutes les secondes.The frequency of checking the criteria, measurements and determining the values of the criteria and their comparison is preferably less than 5 minutes and is rather every minute, or even every second.

Si l’un des critères A à G n’est pas respecté, une action de régulation est à mettre en place. Ces actions ont été exemplifiées ci-dessus dans chacune des boucles de régulation.If one of the criteria A to G is not met, regulatory action must be taken. These actions have been exemplified above in each of the regulation loops.

Pour rappel, sans être exhaustif, l’action à mettre en place pour agir sur la régulation d’un critère peut être la diminution de la puissance injectée par l’énergie renouvelable et/ou l’augmentation de la puissance injectée par l’énergie non renouvelable, mais aussi augmenter la puissance de courtcircuit apparente S_cc des sources d’énergie non renouvelable sans toucher à la puissance injectée par ces dernières, ou encore diminuer la source des papillotements.As a reminder, without being exhaustive, the action to be implemented to act on the regulation of a criterion may be the reduction in the power injected by the renewable energy and / or the increase in the power injected by the energy. non-renewable, but also to increase the apparent short-circuit power S _cc of the non-renewable energy sources without affecting the power injected by the latter, or even to reduce the source of the flickers.

Le choix de l’action parmi les diverses possibilités dépend des types de sources d’énergie renouvelable et d’énergie non renouvelable installées ainsi que des types de charges, tels que le type du groupe électrogène, ses modes de régulation en tension et en vitesse, du type d’énergie renouvelable en étant ou non équipée de bancs de condensateurs, et des charges qui sont commandées ou effaçables. L’action mise en place dépend du critère qui n’est pas respecté.The choice of action among the various possibilities depends on the types of renewable and non-renewable energy sources installed as well as the types of loads, such as the type of generator set, its voltage and speed regulation modes. , of the type of renewable energy whether or not it is equipped with capacitor banks, and loads which are controlled or erasable. The action taken depends on which criterion is not met.

En outre, il convient qu’une action visant à compenser un problème n’engendre pas un problème sur un autre critère, par exemple l’augmentation de l’énergie renouvelable pour palier un problème de fréquence f de la tension ne doit pas entraîner le dépassement de la valeur de seuil pour l’indice de qualité du courant. Dans ce cas on choisira plutôt de démarrer un nouveau groupe électrogène, ce qui permet de respecter les deux critères (fréquence de la tension et qualité du courant).In addition, an action aimed at compensating for a problem should not cause a problem on another criterion, for example the increase in renewable energy to alleviate a problem of frequency f of the voltage should not cause the exceeding of the threshold value for the current quality index. In this case, we will rather choose to start a new generator set, which makes it possible to respect both criteria (voltage frequency and current quality).

Toutefois, le choix de régulation d’un critère est guidé par le fait qu’un autre critère sera à réguler dans un même sens. Ainsi, une tension qui est détectée trop faible au point de couplage d’une source d’énergie renouvelable, et un besoin détecté d’augmentation de la puissance de court-circuit réactive Q_cc, la même régulation, en ajustant le facteur de puissance des panneaux photovoltaïques ou la consigne de puissance réactive de l’éolienne, permettra de corriger les valeurs des deux critères.However, the choice of regulation of a criterion is guided by the fact that another criterion will have to be regulated in the same direction. Thus, a voltage which is detected too low at the coupling point of a renewable energy source, and a detected need to increase the reactive short-circuit power Q _cc , the same regulation, by adjusting the power factor photovoltaic panels or the reactive power setpoint of the wind turbine, will correct the values of the two criteria.

En fait, une régulation d’un critère dans un sens ne sera pas concomitante avec la régulation d’un autre critère dans un sens opposé. Par exemple, si le critère de la qualité du courant est tel qu’il s’approche de la valeur maximale acceptable, cela signifie que la puissance de court-circuit apparente S_cc est faible ; par conséquent, on sait qu’on pourra augmenter raisonnablement la puissance de court-circuit apparente S_cc car on sera alors loin d’atteindre la valeur de seuil maximale S_ccniax.In fact, a regulation of one criterion in one direction will not be concomitant with the regulation of another criterion in the opposite direction. For example, if the criterion of the quality of the current is such that it approaches the maximum acceptable value, this means that the apparent short-circuit power S _cc is low; consequently, it is known that the apparent short-circuit power S _cc could be reasonably increased because it would then be far from reaching the maximum threshold value S _ccn iax.

Enfin, le procédé comporte une étape préalable avant la mise en fonctionnement du réseau et/ou du branchement des sources d’énergie renouvelable au réseau, de contrôle du réseau au regard de plusieurs phénomènes électriques inhérents aux matériels et traités via des protections électriques de sorte à adapter les relais de protection qui sont associés de manière usuelle aux différentes charges à alimenter en électricité et aux sources d’énergie.Finally, the method includes a preliminary step before the network is put into operation and / or the connection of renewable energy sources to the network, for monitoring the network with regard to several electrical phenomena inherent in the equipment and processed via electrical protections in such a way. adapting the protection relays which are associated in the usual way with the various loads to be supplied with electricity and with the energy sources.

Ces grandeurs sont en particulier les surtensions transitoires, la perte du régime neutre, l’élévation du potentiel du neutre, et le fonctionnement en isolement d’une source d’énergie renouvelable et marche en îloté. φThese quantities are in particular transient overvoltages, loss of neutral regime, rise in the potential of the neutral, and operation in isolation of a renewable energy source and operation on an island. φ

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation d’injection de puissance sur un réseau électrique en fonctionnement sur lequel sont reliées au moins une source 5 de production à énergie non renouvelable, au moins une source de production à énergie renouvelable et au moins une charge consommatrice d’électricité, le procédé comprenant au moins une étape de régulation de la puissance injectée sur le réseau à partir d’une source de production à énergie renouvelable, caractérisé en ce qu’il comporte des étapes de io régulation en boucle fermée et en ce que, en continu,1. A method of regulating the injection of power into an operating electrical network to which are connected at least one non-renewable energy production source, at least one renewable energy production source and at least one electricity-consuming load. , the method comprising at least one step of regulating the power injected into the network from a renewable energy production source, characterized in that it comprises closed-loop regulation steps and in that, in continued, - on mesure régulièrement à différents points du réseau plusieurs paramètres propres à l’énergie électrique circulant sur le réseau ;- several parameters specific to the electrical energy circulating on the network are measured regularly at different points of the network; - à partir de ces mesures, on détermine en temps réel une pluralité de critères électriques considérés comme représentatifs de la qualité,- from these measurements, a plurality of electrical criteria considered as representative of the quality are determined in real time, 15 stabilité et sécurité du réseau,15 network stability and security, - on compare en temps réel les valeurs résultant desdits critères déterminés, à des valeurs de seuil préétablies,- the values resulting from said determined criteria are compared in real time with pre-established threshold values, - en fonction des résultats de comparaison à l’étape précédente, on commande la puissance injectée sur le réseau en provenance des- depending on the comparison results in the previous step, the power injected into the network from the 20 différentes sources d’énergie renouvelable et non renouvelable.20 different sources of renewable and non-renewable energy. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande consiste à diminuer la puissance injectée par les sources de production d’énergie non renouvelable, et/ou stopper le fonctionnement d’au moins une de ces sources, et augmenter la puissance injectée par2. Method according to claim 1, characterized in that the control consists in reducing the power injected by the non-renewable energy production sources, and / or stopping the operation of at least one of these sources, and increasing the power. injected by 25 les sources de production d’énergie renouvelable.25 sources of renewable energy production. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’au démarrage de la régulation, les sources d’énergie renouvelable présentent une valeur de consigne de puissance d’injection sur le réseau, et lorsque les valeurs desdits critères électriques sont en-dessous des valeurs de3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that at the start of the regulation, the renewable energy sources have an injection power setpoint value on the network, and when the values of said electrical criteria are in. below values of 30 seuil, la valeur de consigne est augmentée d’une valeur optimisée et acceptable et correspond à la plus petite valeur sélectionnée parmi d’une part des valeurs estimées par les mesures effectuées et par calcul, et d’autre part des valeurs prédéfinies.30 threshold, the setpoint is increased by an optimized and acceptable value and corresponds to the smallest value selected from on the one hand the values estimated by the measurements carried out and by calculation, and on the other hand from the predefined values. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les valeurs estimées d’augmentation de puissance Je sont au regard de certains critères en étant calculées en temps réel à l’instant N, de façon que lesdits critères électriques soient respectés à l’instant N+1.4. Method according to claim 3, characterized in that the estimated power increase values Je are with regard to certain criteria by being calculated in real time at the instant N, so that said electrical criteria are met at the time. instant N + 1. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que lorsque la valeur optimisée et acceptable correspond à la valeur minimale d’une des valeurs prédéfinies de puissance, la puissance de consigne est augmentée de cette valeur, puis on contrôle les critères électriques, et si ces derniers sont en-dessous des valeurs de seuil, on augmente à nouveau d’une valeur minimale et cela de manière itérative jusqu’à maximiser la nouvelle valeur de consigne tout en respectant les valeurs de seuil pour lesdits critères électriques.5. Method according to claim 3 or 4, characterized in that when the optimized and acceptable value corresponds to the minimum value of one of the predefined power values, the setpoint power is increased by this value, then the electrical criteria are checked. , and if the latter are below the threshold values, it is again increased by a minimum value and this iteratively until the new setpoint value is maximized while respecting the threshold values for said electrical criteria. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque l’une des valeurs de seuil est dépassée, on diminue ou on stoppe la puissance injectée par au moins l’une des sources d’énergie renouvelable et on augmente la puissance injectée par les sources d’énergie non renouvelable, et en ce que l’on procède de manière itérative aux étapes de mesure, de détermination des valeurs des critères et de leur comparaison aux valeurs de seuil pour diminuer encore la puissance injectée par les sources d’énergie renouvelable et augmenter la puissance des sources d’énergie non renouvelable si les valeurs de seuils sont toujours dépassées, la nouvelle injection de puissance des sources à énergie renouvelable et la suppression d’injection de puissance des sources à énergie non renouvelable étant mises en œuvre dès que l’ensemble des valeurs seuils sont respectées.,^6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that when one of the threshold values is exceeded, the power injected by at least one of the renewable energy sources is reduced or stopped and the power injected by at least one of the renewable energy sources is increased. the power injected by the non-renewable energy sources, and in that the steps of measuring, determining the values of the criteria and their comparison with the threshold values are carried out iteratively to further reduce the power injected by the renewable energy sources and increase the power of non-renewable energy sources if the threshold values are still exceeded, the new power injection from renewable energy sources and the elimination of power injection from non-renewable energy sources being implemented as soon as all the threshold values are respected., ^ 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les critères à contrôler représentatifs de la qualité et stabilité du réseau, tout en garantissant la protection des personnes et des matériels, sont7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the criteria to be checked representative of the quality and stability of the network, while ensuring the protection of people and equipment, are - la tension sur le réseau,- the voltage on the network, - le courant sur le réseau,- the current on the network, - la fréquence de la tension associée à la puissance disponible sur le réseau au regard de la réserve primaire en puissance,- the frequency of the voltage associated with the power available on the network with regard to the primary power reserve, - la puissance de court-circuit apparente (S_cc) en un point considéré du réseau,- the apparent short-circuit power (S _cc ) at a given point on the network, - la puissance de court-circuit réactive (Q_cc) en un point considéré du réseau- the reactive short-circuit power (Q _cc ) at a given point of the network - la réactance tournante (X_cc) en un point considéré du réseau- the rotating reactance (X _cc ) at a point in the network - la qualité d’énergie représentée au moins par les papillotements, les harmoniques, les déséquilibres en tension, et la variation de fréquence en un point considéré du réseau.- the energy quality represented at least by flickers, harmonics, voltage imbalances, and frequency variation at a point in the network. 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les points de mesure sont situés au niveau au moins :8. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the measuring points are located at least at: - des sources d’énergie non renouvelable,- non-renewable energy sources, - des sources d’énergie renouvelable;- renewable energy sources; - de la charge consommatrice présentant la plus grande impédance ; et- the consuming load with the greatest impedance; and - d’une ou des charges sensibles connectées au réseau.- one or more sensitive loads connected to the network. 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sources d’énergie renouvelable sont des parcs d’éoliennes et/ou des fermes de panneaux photovoltaïques, et les sources d’énergie non renouvelable sont des groupes électrogènes. Y9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the renewable energy sources are wind farms and / or photovoltaic panel farms, and the non-renewable energy sources are generators. Y