Gestion d’énergie des micro-réseaux en tenant compte du comportement dynamique et de l’état de santé
Le micro-réseau fournit une solution prometteuse et efficace en intégrant diverses sources d’énergie renouvelables distribuées, des systèmes de stockage d’énergie et des charges interconnectées qui agissent comme une seule entité contrôlable par rapport au réseau électrique public. Dans le cadre d’un projet ANR JCJC, nos études précédentes ont été étendues aux éléments de stockage et plus largement à la gestion d’énergie des micro-réseaux (Thèse en cours de Sadaqat Ali). Dans le futur projet, les stratégies avancées basées entre autres sur l’intelligence artificielles (IA) seront exploitées pour améliorer l’efficacité opérationnelle des micro-réseaux. Une collaboration interne avec l’équipe photonique est envisagée dans l’aspect IA.
Les sources ER qui composent le micro-réseau présentent un comportement physique, des dégradations et des caractéristiques de vieillissement qui leur sont propres. En parallèle avec la gestion d’énergie, l’influence du vieillissement et de l’état de santé des sources ER et des unités de stockage sur la stratégie de gestion et les lois de contrôle seront considérés, afin de maximiser les performances dynamiques et la production.
Système à pile à combustible et électrolyseur, et génération d’hydrogène vert
Depuis 2019, un projet collaboratif interne à l’Université de Lorraine dans le cadre LUE a été initié et en phase de préparation avec de plusieurs laboratoires (GREEN, CRAN, ENSAIA) sur la production d’hydrogène vert par l’électrolyse de l’eau. En 2020, un projet pédagogique présenté par l’IUT de Thionville-Yutz et porté par le département GIM et l’équipe du LMOPS de cet IUT a été retenu par la région Grand-Est pour le développement d’une salle dédiée aux énergies renouvelables. Cette salle sera à court terme équipée d’un banc « pile à combustible », un banc « électrolyseur », un banc de deux systèmes « photovoltaïque », et un banc « éolien ». Nous avons ainsi pu commencer à envisager pour les systèmes énergétiques distribués que nous étudions, l’intégration du stockage en long terme par l’hydrogène vert et de la production d’énergie par l’intermédiaire des piles à combustibles.
Architecture
Pendant ces dernières années, un banc de micro-réseau a été développé au LMOPS en partenariat et dans les locaux de l’IUT de Thionville-Yutz (financement de l’Agglomération Portes de France (IUT-LMOPS) et projet ANR (LMOPS)). Les instruments disponibles comprennent des panneaux PV, des éoliennes, des batteries, des charges programmables et deux versions de convertisseurs-élévateurs (Boost) DC/DC développés en interne au laboratoire. De nouvelles architectures seront étudiées pour dimensionner en un seul micro-réseau nos applications à l’échelle d’une habitation, puis d’un quartier ou d’un campus sous formes de multi micro-réseaux (niveau de puissance de l’ordre du kW au MW). Grâce au financement d’un projet par le pôle M4 de l’Université de Lorraine, l’équipe dispose d’un simulateur temps réel de haute performance permettant de simuler et de contrôler des multi-micro-réseaux de haute puissance.