Gestion et valorisation du stockage de l'énergie électrique dans les systèmes de transport

Auteur(s) :

Robyns, Benoît (1963-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Les véhicules hybrides ou électriques, les trains, les tramways ou encore les métros utilisent de plus en plus les réseaux électriques intelligents, les smarts grids dont le fonctionnement nécessite de stocker l'énergie électrique. Les auteurs expliquent comment construire un système de gestion énergétique du stockage en se fondant sur des études de cas. ©Electre 2017

Autre(s) auteur(s)
- Hissel, Daniel
- Saudemont, Christophe
Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- 2017
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (312 p.) : illustrations en noir et en couleur ; 24 cm
Collections
- Génie électrique
Sujet(s)
ISBN
- 978-1-78405-187-7
Indice
- 621.31 Énergie électrique (production, transport, distribution)
Quatrième de couverture
- Les technologies modernes de stockage de l'énergie électrique sont un élément clé du développement durable. Elles permettent désormais d'envisager le déploiement de véhicules électriques aux performances acceptables et une électrification croissante de certains systèmes de transport tels que les aéronefs.
  Cet ouvrage met en évidence l'importance du stockage de l'énergie électrique dans un contexte de déploiement de réseaux électriques intelligents appelés smart-grids. Ces réseaux interagissent de façon croissante avec certains systèmes de transport tels que les véhicules électriques et hybrides rechargeables, les trains, métros, trams et bus électriques.
  Dans une démarche pédagogique, cet ouvrage présente les outils méthodologiques pour construire un système de gestion énergétique du stockage. Ces outils basés sur de l'intelligence artificielle et des techniques d'optimisation explicite sont analysés à travers des études de cas concrets.
  Gestion et valorisation du stockage de l'énergie électrique dans les systèmes de transport expose diverses applications intégrant des technologies modernes de stockage - les réseaux embarqués en aéronautique, l'intégration des véhicules électriques dans le réseau électrique, les véhicules hybrides ou encore la traction ferroviaire hybride et ses installations.
Tables des matières
- - Gestion et valorisation du stockage de l'énergie électrique dans les systèmes de transport
  - Benoît Robyns
  - Christophe Saudemont
  - Daniel Hissel
  - Xavier Roboam
  - Bruno Sareni
  - Julien Pouget
  - iSTE
  - Préface11
  - Eric Monmasson
  - Introduction13
  - Chapitre 1. Problématique du stockage de l'énergie électrique dans les systèmes de transport17
  - 1.1. Besoins de stockage dans les systèmes de transport17
  - 1.2. Difficultés du stockage de l'énergie électrique19
  - 1.3. Alimentation en énergie électrique des systèmes de transport22
  - 1.4. Gestion du stockage24
  - 1.4.1. Cahier des charges26
  - 1.4.2. Structure du superviseur27
  - 1.4.3. Graphes fonctionnels27
  - 1.4.4. Fonctions d'appartenance28
  - 1.4.5. Graphes opérationnels29
  - 1.4.6. Règles30
  - 1.4.7. Indicateurs30
  - 1.4.8. Optimisation des paramètres du superviseur30
  - 1.4.9. Logique floue de type 231
  - 1.4.10. Méthodologies mises en oeuvre pour construire la gestion énergétique d'un système de stockage32
  - Chapitre 2. Réseau local en continu à échange d'énergie pour applications en aéronautique33
  - 2.1. Introduction33
  - 2.2. Réseau de bord36
  - 2.3. Réseau continu local étudié37
  - 2.4. Méthodologie de développement du superviseur39
  - 2.5. Le cahier des charges40
  - 2.5.1. Les objectifs40
  - 2.5.2. Les contraintes41
  - 2.5.3. Les moyens d'action41
  - 2.6. La structure du superviseur41
  - 2.6.1. Les grandeurs d'entrée41
  - 2.6.2. Les grandeurs de sortie42
  - 2.7. Choix des outils de développement42
  - 2.8. Identification des différents états de fonctionnement : le graphe fonctionnel44
  - 2.8.1. Le graphe fonctionnel général44
  - 2.8.2. Les sous-graphes fonctionnels46
  - 2.8.2.1. Niveau N1.1 et « descendants »46
  - 2.8.2.2. Niveau N1.2 et « descendants »48
  - 2.8.2.3. Niveau N2 et « descendants »51
  - 2.9. Les outils53
  - 2.10. Les fonctions d'appartenance53
  - 2.11. Le graphe opérationnel58
  - 2.12. Les règles floues64
  - 2.13. Validation expérimentale67
  - 2.13.1. Implantation du superviseur67
  - 2.13.1.1. Méthode de simplification par création de tables de données69
  - 2.13.1.2. Application aux niveaux N1 et N2 du superviseur70
  - 2.13.2. Configuration expérimentale72
  - 2.13.3. Résultats et analyses73
  - 2.13.3.1. Mode opératoire73
  - 2.13.3.2. Résultats expérimentaux et comparaison75
  - 2.13.3.3. Analyse des indicateurs79
  - 2.14. Optimisation du superviseur flou81
  - 2.14.1. Méthodologie d'optimisation des superviseurs à base de règles floues81
  - 2.14.1.1. Choix des objectifs et des indicateurs81
  - 2.14.1.2. Choix des paramètres à optimiser82
  - 2.14.1.3. Détermination des paramètres influents à l'aide des plans d'expérience83
  - 2.14.1.4. Optimisation des paramètres à l'aide des algorithmes génétiques85
  - 2.14.2. Application aux niveaux N1 et N285
  - 2.14.2.1. Objectifs et indicateurs86
  - 2.14.2.2. Identification des paramètres à optimiser86
  - 2.14.2.3. Détermination des paramètres les plus influents89
  - 2.14.2.4. Optimisation des paramètres91
  - 2.14.2.5. Validations94
  - 2.15. Conclusion97
  - Chapitre 3. Véhicules électrique et hybrides99
  - 3.1. Introduction99
  - 3.2. Technologies de stockage dans les véhicules hybrides et les véhicules électriques102
  - 3.3. Développement des véhicules électriques et interaction avec les réseaux électriques104
  - 3.3.1. Problématiques du développement des VE104
  - 3.3.2. La recharge des VE105
  - 3.3.3. Problématique de l'intégration dans les réseaux électriques106
  - 3.4. Supervision de la charge des VE107
  - 3.4.1. Introduction107
  - 3.4.2. Modèle de charge du véhicule électrique108
  - 3.4.3. Réseau électrique de distribution111
  - 3.4.4. Supervision114
  - 3.4.4.1. Méthodologie de construction de superviseur flou114
  - 3.4.4.2. Cahier des charges115
  - 3.4.4.3. Structure du superviseur116
  - 3.4.4.4. Graphe fonctionnel117
  - 3.4.4.5. Fonctions d'appartenance119
  - 3.4.4.6. Graphe opérationnel120
  - 3.4.4.7. Règles floues121
  - 3.4.4.8. Indicateurs122
  - 3.4.4.9. Optimisation du superviseur122
  - 3.4.5. Résultats124
  - 3.5. La charge réversible des véhicules électriques126
  - 3.5.1. Introduction126
  - 3.5.2. Vehicle-to-Grid et apport de la charge réversible aux réseaux électriques126
  - 3.5.3. Vehicle-to-Home et apport de la charge réversible aux bâtiments128
  - 3.6. Architectures et principe de fonctionnement des véhicules hybrides129
  - 3.6.1. Niveaux d'hybridation129
  - 3.6.2. Architecture des chaînes de traction130
  - 3.6.2.1. Hybride série130
  - 3.6.2.2. Hybride parallèle130
  - 3.6.2.3. Hybride série-parallèle131
  - 3.7. Gestion énergétique d'un véhicule hybride131
  - 3.7.1. Introduction131
  - 3.7.2. Logique floue pour la gestion énergétique132
  - 3.7.3. Logique floue de type 2133
  - 3.7.3.1. Généralités133
  - 3.7.3.2. Quelques définitions135
  - 3.7.3.3. Traitement d'un système flou de type 2136
  - 3.7.4. Application à la gestion d'énergie d'un véhicule électrique139
  - 3.7.4.1. Cas d'étude139
  - 3.7.4.2. Objectifs de la gestion énergétique proposée141
  - 3.7.4.3. Pilotage énergétique du système pile à combustible141
  - 3.7.4.4. Résultats des essais144
  - 3.8. Conclusion145
  - Chapitre 4. Système ferroviaire : chaîne de traction diesel électrique hybride147
  - 4.1. Introduction147
  - 4.2. Conception d'une locomotive hybride autonome151
  - 4.2.1. Introduction à la problématique de conception et de gestion d'énergie dans le contexte du projet PLATHEE151
  - 4.2.1.1. Le projet PLATHEE : contraintes et objectifs du projet151
  - 4.2.1.2. Quels objectifs, quelles contraintes de conception ?155
  - 4.2.2. Stratégie de gestion fréquentielle156
  - 4.2.3. Importance et traitement des missions ferroviaires161
  - 4.2.3.1. Indicateurs de dimensionnement liés aux missions ferroviaires162
  - 4.2.3.2. Indicateurs d'hybridabilité liés aux missions ferroviaires163
  - 4.2.3.3. Autres indicateurs liés aux performances de la locomotive165
  - 4.2.3.4. Classification des missions ferroviaires165
  - 4.2.3.5. Synthèse de missions dimensionnantes167
  - 4.2.4. Conception séquentielle : du dimensionnement à l'analyse169
  - 4.2.4.1. Processus séquentiel : architecture, gestion, dimensions169
  - 4.2.4.2. Modèles de conception des principaux éléments (N_BT, N_SC, P_GEN)²170
  - 4.2.4.3. Synthèse énergétique des équipements à bord de Plathée177
  - 4.2.4.4. Analyse multicritère du dimensionnement185
  - 4.2.4.5. Conclusion et autres travaux sur la conception de la locomotive Plathée193
  - 4.2.5. Mise en oeuvre du démonstrateur Plathée194
  - 4.2.5.1. Méthodologie de développement du démonstrateur194
  - 4.2.5.2. Définitions et objectifs de la simulation Hardware In the Loop195
  - 4.2.5.3. Simulateur Hardware In the Loop signal de la locomotive hybride Plathée197
  - 4.3. Conclusion du projet Plathée210
  - 4.4. Exercice : définition des besoins du système ferroviaire et application du stockage à la traction électrique211
  - 4.4.1. Etude cinématique d'un train211
  - 4.4.1.1. Introduction211
  - 4.4.1.2. Enoncé de l'étude212
  - 4.4.1.3. Réponses213
  - 4.4.2. Etude de l'effort et du profil énergétique d'un train219
  - 4.4.2.1. Introduction219
  - 4.4.2.2. Enoncé de l'étude221
  - 4.4.2.3. Réponses223
  - 4.4.3. Dimensionnement basique et comparaison des technologies de système de stockage d'énergie pour les applications ferroviaires228
  - 4.4.3.1. Introduction228
  - 4.4.3.2. Enoncé de l'étude229
  - 4.4.3.3. Réponses231
  - 4.5. Annexes : caractéristiques techniques des sources et organes de stockage embarqués à bord de Plathée235
  - Chapitre 5. Système ferroviaire : installation fixe de traction électrique hybride241
  - 5.1. Introduction241
  - 5.2. Installations fixes de traction électrique hybride246
  - 5.2.1. Problématiques du système d'électrification ferroviaire246
  - 5.2.2. La solution des IFTEH251
  - 5.2.3. Etat de l'art des IFTEH253
  - 5.2.3.1. Services rendus par le stockage253
  - 5.2.3.2. Exemples d'installation fixe de traction électrique hybride257
  - 5.3. Gestion énergétique d'IFTEH263
  - 5.3.1. Méthodologie263
  - 5.3.2. Cahier des charges et spécifications techniques263
  - 5.3.3. Structure du superviseur266
  - 5.3.4. Détermination des graphes fonctionnels du gestionnaire court terme267
  - 5.3.5. Fonctions d'appartenance272
  - 5.3.6. Détermination des graphes opérationnels273
  - 5.3.7. Règles floues274
  - 5.3.8. Indicateurs de performance274
  - 5.3.9. Modélisation et résultats280
  - 5.3.10. Optimisation de la gestion énergétique284
  - 5.4. Expérimentation d'une IFTEH et analyse de sensibilité291
  - 5.5. Perspective de smart-grid ferroviaire298
  - 5.6. Conclusion299
  - Bibliographie301
  - Index311
Origine de la notice:
- Electre