Gestion et valorisation du stockage de l'énergie dans les réseaux électriques

Auteur(s) :

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

Résumé

Dans une perspective de développement durable, les auteurs présentent et comparent les différentes technologies de stockage de l'électricité mises en oeuvre actuellement. Ils étudient plus particulièrement l'importance de la gestion énergétique de systèmes associant sources d'énergie renouvelable et unités de stockage pour leur intégration au sein des réseaux (smart grids). ©Electre 2015

Éditeur(s)
- ISTE editions
Date
- cop. 2015
Notes
- Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (270 p.) : ill. ; 24 cm
Collections
- Collection Genelec (Toulouse)
Sujet(s)
- Énergie -- Stockage
- Réseaux électriques intelligents
ISBN
- 978-1-78405-069-6 ;
- 1-78405-069-5
Indice
- 621.31 Énergie électrique (production, transport, distribution)
Quatrième de couverture
- L'essor des énergies renouvelables et le besoin de moyens de transport décarbonnés donnent un nouvel intérêt pour le stockage de l'énergie devenu désormais un élément clé du développement durable.
  Gestion et valorisation du stockage de l'énergie dans les réseaux électriques présente et compare les différentes technologies de stockage mises en oeuvre à l'heure actuelle. Dans une perspective de développement durable, il étudie plus particulièrement l'importance de la gestion énergétique de systèmes associant source d'énergie à base de ressources renouvelables et unités de stockage, pour leur intégration harmonieuse au sein des réseaux électriques intelligents (smart grids).
  Pédagogique, cet ouvrage propose également des outils méthodologiques et des exemples concrêts permettant la mise en place d'un système de gestion énergétique du stockage.
Tables des matières
- - Gestion et valorisation du stockage de l'énergie dans les réseaux électriques
  - Benoît Robyns/Bruno François/Gauthier Delille/Christophe Saudemont
  - ISTE éditions
  - Préface 13
  - Eric Monmasson
  - Introduction 15
  - Chapitre 1. Problématique du stockage de l'énergie électrique 19
  - 1.1. Difficultés du stockage de l'énergie électrique19
  - 1.2. Pourquoi stocker l'énergie électrique ?20
  - 1.3. Valorisation du stockage dans les réseaux électriques24
  - 1.4. Gestion du stockage27
  - 1.5. Bibliographie30
  - Chapitre 2. Etat de l'art du stockage de l'énergie 33
  - 2.1. Introduction33
  - 2.2. Les technologies de stockage33
  - 2.3. Caractéristiques d'un système de stockage35
  - 2.3.1. Capacité énergétique de stockage35
  - 2.3.2. Puissance maximale et constante de temps35
  - 2.3.3. Pertes énergétiques et rendement36
  - 2.3.4. Vieillissement36
  - 2.3.5. Coûts37
  - 2.3.6. Energie et puissance spécifique37
  - 2.3.7. Temps de réponse38
  - 2.3.8. Energie grise39
  - 2.3.9. Etat d'énergie39
  - 2.3.10. Autres caractéristiques40
  - 2.4. Stockage hydraulique40
  - 2.4.1. Principe du stockage hydraulique40
  - 2.4.2. Exercice : centrale du Lac Noir42
  - 2.5. Stockage par air comprimé46
  - 2.5.1. Principe du stockage par air comprimé46
  - 2.5.2. Stockage par air comprimé de première et seconde générations46
  - 2.5.3. Stockage par air comprimé adiabatique48
  - 2.5.4. Stockage de l'air49
  - 2.5.5. Stockage hydropneumatique50
  - 2.6. Stockage thermique51
  - 2.6.1. Stockage en chaleur sensible51
  - 2.6.2. Stockage en chaleur latente53
  - 2.7. Stockage chimique53
  - 2.7.1. Stockage électrochimique53
  - 2.7.1.1. Batteries au plomb-acide54
  - 2.7.1.2. Batteries lithium-ion54
  - 2.7.1.3. Batteries sodium-soufre56
  - 2.7.1.4. Batteries à base de nickel57
  - 2.7.1.5. Batteries à circulation d'électrolyte57
  - 2.7.2. Stockage d'hydrogène58
  - 2.8. Stockage cinétique59
  - 2.9. Stockage électrostatique60
  - 2.10. Stockage électromagnétique61
  - 2.11. Performances comparées des technologies de stockage63
  - 2.12. Bibliographie64
  - Chapitre 3. Valorisation du stockage de l'énergie dans les réseaux électriques 67
  - 3.1. Introduction67
  - 3.2. Introduction aux systèmes électriques et à leur fonctionnement70
  - 3.2.1. Les groupes de production71
  - 3.2.1.1. La production centralisée71
  - 3.2.1.2. La production décentralisée73
  - 3.2.2. Les réseaux électriques75
  - 3.2.3. La consommation78
  - 3.2.4. Quelques éléments de fonctionnement des systèmes électriques79
  - 3.2.4.1. Se prémunir contre l'écroulement de fréquence80
  - 3.2.4.2. Se prémunir contre l'écroulement de tension87
  - 3.2.4.3. Se prémunir contre les ruptures de synchronisme91
  - 3.2.4.4. Se prémunir contre les surcharges en cascade91
  - 3.3. Services pouvant être rendus par le stockage92
  - 3.3.1. Introduction92
  - 3.3.2. Services obligatoires pour le raccordement sur le réseau public de transport93
  - 3.3.2.1. Contribution au réglage de la fréquence94
  - 3.3.2.2. Contribution au réglage de la tension95
  - 3.3.3. Services potentiels supplémentaires pour un gestionnaire de réseaux de transport96
  - 3.3.3.1. Réserve tertiaire pour le réglage de fréquence96
  - 3.3.3.2. Traitement des congestions96
  - 3.3.3.3. Reconstitution du réseau et renvoi de tension98
  - 3.3.4. Services potentiels du stockage pour un gestionnaire de réseaux de distribution98
  - 3.3.4.1. Lissage des transits de pointe98
  - 3.3.4.2. Réglage local de la tension102
  - 3.3.4.3. Secours par l'îlotage contrôlé de poches locales104
  - 3.3.4.4. D'autres services potentiels du stockage pour un gestionnaire de réseaux de distribution108
  - 3.3.5. Services pour un producteur centralisé111
  - 3.3.5.1. Le report d'énergie112
  - 3.3.5.2. La réduction des émissions de CO₂112
  - 3.3.5.3. La réduction de la maintenance112
  - 3.3.5.4. Le report des services système et de la réserve112
  - 3.3.6. Services pour un producteur décentralisé renouvelable113
  - 3.3.6.1. Contexte et introduction aux problèmes113
  - 3.3.6.2. Report d'injection115
  - 3.3.6.3. Garantie d'un profil de production auprès des acheteurs et du transporteur118
  - 3.3.6.4. Contribution aux services systèmes et réglage de la fréquence119
  - 3.3.6.5. Valorisation des effacements techniques119
  - 3.3.7. Services pour les consommateurs121
  - 3.3.7.1. Lissage de la pointe121
  - 3.3.7.2. Report de blocs de consommation122
  - 3.3.7.3. Effacement transparent124
  - 3.3.7.4. Exigence particulière de qualité de l'électricité124
  - 3.3.7.5. Continuité d'alimentation125
  - 3.3.7.6. Limitation des perturbations induites sur le réseau HTA ou BT amont125
  - 3.3.7.7. Compensation de puissance réactive126
  - 3.3.8. Services rémunérés au sein des activités de marché126
  - 3.3.8.1. Achat et vente de blocs d'énergie126
  - 3.3.8.2. Le marché des services système128
  - 3.4. Exemple d'apport du stockage pour le traitement des congestions129
  - 3.4.1. Indicateur de l'état de charge du réseau129
  - 3.4.2. Scénario d'évolution du réseau électrique130
  - 3.4.3. Traitement des congestions en Bretagne131
  - 3.5. Exemple d'apport du stockage pour le soutien dynamique au réglage de la fréquence dans un réseau insulaire132
  - 3.5.1. Contexte et intérêt potentiel du service132
  - 3.5.2. Qu'est-ce que le délestage fréquence-métrique ?132
  - 3.5.3. Spécifications techniques du soutien dynamique133
  - 3.5.4. Méthode utilisée pour l'étude détaillée du soutien dynamique136
  - 3.5.5. Etape 1 : approche théorique136
  - 3.5.5.1. Modèle d'un système isolé autour d'un point d'équilibre137
  - 3.5.5.2. Evolution temporelle de la fréquence139
  - 3.5.5.3. Détermination de la fréquence minimale140
  - 3.5.5.4. Dimensionnement du stockage140
  - 3.5.6. Etape 2 : simulations dynamiques141
  - 3.5.7. Etape 3 : mise en oeuvre expérimentale au laboratoire142
  - 3.5.8. Valorisation économique144
  - 3.5.9. Bilan de l'exemple145
  - 3.6. Conclusion145
  - 3.7. Bibliographie145
  - Chapitre 4. Introduction à la logique floue et application à la gestion d'un stockage inertiel dans un système hybride éolien-diesel 151
  - 4.1. Introduction151
  - 4.2. Introduction à la logique floue151
  - 4.2.1. Principe du raisonnement flou152
  - 4.2.2. Logique floue et logique booléenne153
  - 4.2.3. Etapes d'un superviseur flou156
  - 4.2.4. Exemple de raisonnement flou160
  - 4.3. Association éolien-stockage inertiel sur site isolé avec générateur Diesel165
  - 4.3.1. Introduction165
  - 4.3.2. Stratégie de gestion énergétique165
  - 4.3.3. Superviseur à logique floue167
  - 4.3.3.1. Fuzzification168
  - 4.3.3.2. Inférence168
  - 4.3.3.3. Défuzzification169
  - 4.3.4. Résultats de simulation avec le superviseur flou169
  - 4.3.5. Résultats de simulation avec un simple filtrage172
  - 4.4. Conclusion174
  - 4.5. Bibliographie175
  - Chapitre 5. Méthodologie de construction du superviseur d'une source éolienne associée à du stockage 177
  - 5.1. Introduction177
  - 5.2. Le système énergétique étudié178
  - 5.3. Méthodologie de développement du superviseur178
  - 5.4. Le cahier des charges179
  - 5.4.1. Les objectifs179
  - 5.4.2. Les contraintes180
  - 5.4.3. Les moyens d'action181
  - 5.5. La structure du superviseur181
  - 5.5.1. Les grandeurs d'entrée181
  - 5.5.2. Les grandeurs de sortie182
  - 5.5.3. Les outils de développement du superviseur182
  - 5.6. Identification des différents états de fonctionnement : le graphe fonctionnel186
  - 5.6.1. Graphe de niveau N1187
  - 5.6.2. Graphe de niveau N1.1187
  - 5.6.3. Graphe de niveau N1.2188
  - 5.6.4. Graphe de niveau N1.3189
  - 5.7. Les fonctions d'appartenance190
  - 5.8. Le graphe opérationnel193
  - 5.8.1. Graphe de niveau N1194
  - 5.8.2. Graphe de niveau N1.1194
  - 5.8.3. Graphe de niveau N1.2195
  - 5.8.4. Graphe de niveau N1.3195
  - 5.9. Les règles floues196
  - 5.10. Validation expérimentale197
  - 5.10.1. L'implantation du superviseur197
  - 5.10.2. La configuration expérimentale199
  - 5.10.3. Résultats et analyses201
  - 5.10.3.1. Superviseur à puissance lissée201
  - 5.10.3.2. Superviseur à puissance constante204
  - 5.11. Conclusion205
  - 5.12. Bibliographie205
  - Chapitre 6. Construction du superviseur d'une source hybride multisources-multistockages 207
  - 6.1. Introduction207
  - 6.2. Méthodologie de construction du superviseur d'une source hybride intégrant de l'éolien209
  - 6.2.1. Détermination du cahier des charges du système209
  - 6.2.2. Structure du superviseur211
  - 6.2.3. Détermination des graphes fonctionnels214
  - 6.2.4. Détermination des fonctions d'appartenance218
  - 6.2.5. Détermination des graphes opérationnels221
  - 6.2.6. Extraction des lois floues223
  - 6.3. Performances comparées de différentes variantes de source hybride223
  - 6.3.1. Caractéristiques du système simulé224
  - 6.3.1.1. L'éolien224
  - 6.3.1.2. La source prévisible224
  - 6.3.1.3. Le système de stockage225
  - 6.3.1.4. Le réseau extérieur225
  - 6.3.2. Simulations de différentes variantes de source hybride226
  - 6.3.2.1. Simulation de la centrale multisources complète (topologie A)226
  - 6.3.2.2. Association d'une éolienne et d'une source prévisible (topologie B)229
  - 6.3.2.3. Association d'une éolienne, d'une source prévisible et d'un système de stockage court terme (topologie C)231
  - 6.3.2.4. Association d'une éolienne, d'un stockage court terme et d'un système de stockage long terme (topologie D)232
  - 6.3.2.5. Association d'une éolienne et d'un système de stockage court terme (topologie E)233
  - 6.3.3. Comparaison des performances des différentes sources hybrides au moyen d'indicateurs235
  - 6.4. Conclusion236
  - 6.5. Appendices236
  - 6.5.1. Plage de variation des grandeurs de sortie236
  - 6.5.2. Lois floues238
  - 6.6. Bibliographie240
  - Chapitre 7. Gestion et valorisation d'un stockage à air comprimé adiabatique intégré dans un réseau électrique 243
  - 7.1. Introduction243
  - 7.2. Services fournis par le stockage244
  - 7.2.1. Planification du stockage244
  - 7.2.2. Réglage de fréquence245
  - 7.2.3. Gestion des congestions245
  - 7.2.4. Garantie de production renouvelable variable245
  - 7.3. Stratégie de supervision246
  - 7.3.1. Méthodologie246
  - 7.3.2. Objectifs, contraintes, moyen d'action247
  - 7.3.3. Structure du superviseur248
  - 7.3.4. Détermination des graphes fonctionnels248
  - 7.3.5. Détermination des fonctions d'appartenance254
  - 7.3.6. Détermination des graphes opérationnels256
  - 7.3.7. Extraction des lois floues256
  - 7.3.8. Indicateurs256
  - 7.4. Valeur économique des services256
  - 7.4.1. L'action achat/vente258
  - 7.4.2. Facturation du réglage de fréquence259
  - 7.4.3. Facturation des services supplémentaires259
  - 7.5. Application259
  - 7.5.1. Réseau de test259
  - 7.5.2. Intérêt de la contribution du stockage aux services système261
  - 7.5.3. Intérêt du superviseur flou par rapport à un superviseur booléen264
  - 7.6. Conclusion266
  - 7.7. Remerciements267
  - 7.8. Bibliographie267
  - Index 269
Origine de la notice:
- OCoLC ;
- ZWZ