Smart Grid

e Smart Grid est un système de « distribution intelligente » de l'électricité, capable de connaître la consommation des différents utilisateurs finaux et de gérer la génération et la distribution de l'électricité selon la demande.

Autrement dit, si, dans une zone donnée, nous avons une surcharge d'énergie potentielle, l'excès d'énergie peut être redistribué à d'autres zones qui en ont besoin, en fonction des demandes réelles des utilisateurs finaux.

En outre, le logiciel qui gère le Smart Grid surveille le flux électrique du système, intègre des énergies renouvelables dans le réseau et active/suspend les processus industriels ou domestiques pendant les périodes où l'électricité coûte moins/plus.

Le réseau intelligent comprend nos besoins en énergie. Lorsque la demande d'électricité atteint son pic, il s'adapte automatiquement en puisant l'énergie excédentaire auprès de plusieurs sources afin d'éviter les surcharges ou les pannes de courant.

Il a donc la fonction de partager l'électricité générée par des sources diverses, tant publiques que privées, traditionnelles et renouvelables, et de garantir que les appareils électriques utilisent l'électricité aussi efficacement que possible.

QU'EST-CE QU'UN LOGICIEL SCADA ?

Le SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) est un système de contrôle industriel qui remplit les fonctions suivantes :

• l'acquisition des quantités physiques nécessaires au contrôle et à la supervision du système ;

• le contrôle de son fonctionnement, au moyen d'actionneurs ;

• la supervision, pour suivre visuellement, à travers les diagrammes synoptiques ainsi qualifiés, l'état de fonctionnement du système, les alarmes, etc., même à distance.

Les systèmes SCADA supervisent, contrôlent, optimisent et gèrent les systèmes de génération et de transmission d'énergie électrique ainsi que les réseaux de distribution.

Ils permettent de collecter, stocker et analyser des données provenant de centaines de milliers de points de données dans des réseaux nationaux ou régionaux, modéliser des réseaux, simuler des opérations, mettre en évidence les défauts, les empêcher et enfin participer aux marchés de l'énergie.

Ils constituent une partie essentielle des réseaux modernes et permettent le développement de réseaux intelligents qui doivent gérer d'énormes quantités d'énergie à partir de sources renouvelables produites par des générateurs de grande et petite échelle afin de maintenir la stabilité dans le réseau malgré l'intermittence de ces sources et la bidirectionnalité du flux d'énergie

Le système de réseau intelligent développé par De Lorenzo peut être organisé en huit sous-systèmes, chacun composé de plusieurs modules. Les quatre premiers sous-systèmes sont des simulations de sources d'énergie ; le premier est l'alimentation principale du réseau avec une unité d'alimentation triphasée qui représente une usine de charbon.

Les trois autres sous-systèmes correspondent à des sources alternatives d’énergie : éolique, hydroélectrique et solaire. La simulation de la centrale éolienne est réalisée avec un moteur à induction triphasé agissant comme générateur tandis que la simulation de la centrale hydroélectrique est réalisée avec une machine synchrone triphasée, de plus, avec un module de relais de synchronisation de générateur pour permettre la connexion au réseau. Finalement, la partie énergie solaire du système est générée avec un panneau solaire et quatre lampes à intensité réglable simulant le soleil, qui est relié à un module onduleur qui permet de transférer l'énergie générée au réseau.

Un cinquième sous-système dans le réseau intelligent est constitué de modules de protection contre les défauts. Les modules sont un relais d'alimentation qui mesure, en temps réel, des tensions et des courants pour détecter des défauts dans le réseau électrique et quatre disjoncteurs commandés par le module précédent pour déconnecter les lignes défectueuses.

Le sixième sous-système désigne les modules de mesure. Il dispose de trois compteurs de puissance appelée maximale qui mesurent les tensions alternées, les courants, les fréquences, la puissance active, la puissance réactive, la puissance apparente, le facteur de puissance et le THD pour chacune des trois phases disponibles dans le réseau et deux unités de mesure numériques à énergie électrique qui, en plus de mesurer la même chose que le module précédent, mesure les tensions continues, le courant, la puissance et l'énergie.

Le septième sous-système concerne le contrôle du facteur de puissance avec 2 modules, le premier est une batterie de condensateur commutable avec quatre valeurs différentes de condensateurs et le second est un contrôleur de puissance réactive qui active les condensateurs du module précédent pour effectuer une correction du facteur de puissance.

Le dernier sous-système est composé d'éléments passifs. Trois modules avec différents types de charges (capacitifs, inductifs, résistifs) qui simulent les charges dans une maison ou une usine et deux modules avec des impédances simulant les pertes générées dans les lignes de transmission, spécifiquement en lignes de 10 et 100 km de longueur.

Un logiciel SCADA fournit à l'acquisition et au stockage des données provenant des instruments de mesure et au contrôle des actionneurs pour une gestion « intelligente » de l'ensemble du système électrique. Le logiciel SCADA peut également être fourni sur demande dans une version OUVERTE afin que l'enseignant puisse mettre en œuvre son propre projet et sélectionner les modes et procédures pour visualiser les paramètres et contrôler les actionneurs.

LISTE DES EXPERIENCES:

SECTION 1: ANALYSE DE CHARGE

• Caractéristiques des charges R-L-C.

• Mesure de l'énergie active.

• Mesure de l'énergie réactive.

• Compensation manuelle du facteur de puissance.

• Compensation automatique du facteur de puissance.

SECTION 2: SYSTEME HYDROELECTRIQUE

• Caractéristiques du générateur à vide.

• Caractéristiques du générateur en charge.

• Caractéristiques de régulation des performances.

• Synchronisation automatique avec le réseau.

• Protection contre les surintensités.

• Protection contre les surtensions et les sous-tensions.

• Protection contre les surfréquences et les sous-fréquences.

SECTION 3: SYSTEME EOLIEN

• Contrôle du pas des pales.

• Analyse des paramètres mécaniques d'un générateur asynchrone.

• Analyse des paramètres électriques d'un générateur asynchrone.

SECTION 4: MICRO-RESEAU D'ENERGIE RENOUVELABLE

• Caractérisation d'un panneau photovoltaïque à vide.

• Caractérisation d'un panneau photovoltaïque en charge.

• Raccordement d'une installation photovoltaïque au réseau électrique à l'aide d'un onduleur monophasé.

• Avec extension éolienne (pour la version DL SGWD-W) :

      ➢ Mesure de la puissance de sortie d'une éolienne.

      ➢ Raccordement d'un système éolien au réseau électrique à l'aide d'un onduleur triphasé.

      ➢ Efficacité de l'onduleur d'une éolienne raccordée au réseau.

      ➢ Protection contre l'îlotage de l'onduleur d'une éolienne raccordée au réseau.

      ➢ Alimentation d'une charge CA dans un système d'onduleur d'une éolienne.

SECTION 5: TRANSFORMATEURS

• Étude des groupes vectoriels. •

Étude des performances à vide.

• Étude des performances en charge.

• Performances avec charges asymétriques.

• Étude de la régulation et des performances des transformateurs de puissance.

SECTION 6: TRANSMISSION

• Étude de performance à vide.

• Étude de performance avec charge adaptée.

• Étude de performance avec charge ohmique-inductive.

• Étude de performance avec charge ohmique-capacitive.

• Réseau radial. • Réseau maillé.

• Étude de lignes de transport en conditions de défaut à la terre.

• Étude de lignes de transport en conditions de défaut de court-circuit triphasé.

• Étude de lignes de transport en conditions de défaut de court-circuit biphasé.

• Ligne de transport : protection contre les défauts à la terre.

• Ligne de transport : protection contre les surintensités.

• Ligne de transport : protection contre les sous-tensions.

• Ligne de transport : protection contre les surtensions.

SECTION 7: SMART GRID

• Alimentation d'une charge dans un réseau électrique radial en conditions de réseau intelligent.

• Contribution de l'énergie hydroélectrique en conditions de réseau intelligent.

• Contribution des parcs éoliens en conditions de réseau intelligent.

• Apport d'énergie locale en conditions de réseau intelligent.

• Bilan de puissance.

MANUELS ET EXEMPLE D'EXPERIENCE : Le système comprend un manuel d'expériences complet avec une description détaillée, incluant la théorie, la procédure et les objectifs de chacune des 46 expériences