Supervision, économie et impact sur l'environnement d'un système d'énergie électrique associé à une centrale photovoltaïque.

2011The liberalization of electricity markets associated with the integration of renewable energy has led to introduce the concept of local use of these new sources of production. The objective of this work is to propose a methodology for multi-level supervision and optimize the supervision of the production units. The hybrid system considered in this thesis is a combination of two gas microturbines, a photovoltaic plant, and a system of short-term storage (super capacitors), connected to a power grid. Supervision is a medium-term treatment unit commitment problem (Unit Commitment Problem), which is to coordinate the production of generating units in order to satisfy electricity demand forecast over 24 hours while minimizing the cost of fuel and toxic emissions (CO and NOx) and respecting the physical and operational constraints of each unit. We did not treat the CO2 rejections. In this thesis, real time supervision based on fuzzy logic was proposed. Methodology of design of experiments (Experimental Design Method EDM) has been suggested to improve the methodology by minimizing some graphic objective functions and optimizing the parameters of the fuzzy supervisor. This supervision strategy was finally validated on a multisource power plant combining real devices and real-time simulation.La libéralisation des marchés de l'électricité associée à l'intégration des énergies renouvelables a conduit à introduire la notion d'utilisation locale de ces nouvelles sources de production. L'objectif de ce travail est de proposer une méthodologie de supervision multi-niveaux et d'optimiser la supervision des ces unités de production. Le système hybride pris en compte dans cette thèse est une combinaison de trois microturbines à gaz, une centrale photovoltaïque, et un système de stockage à court terme (supercapacités), connecté à un réseau électrique. La supervision à moyen terme est un traitement du problème d'engagement unité (Unite Commitment Problem), qui consiste à coordonner la production d'unités génératrices, de façon à satisfaire une demande globale d'électricité prévisionnelle sur 24h tout en minimisant le coût du carburant et les émissions toxiques (CO et NOx) et en respectant les contraintes physiques et opérationnelles de chaque unité. Nous n'avons pas traité les rejets de CO2. Dans cette thèse, une supervision temps réel à base de logique floue a été proposée. Une méthodologie des plans d'expériences (Experimental Design Method EDM) a été suggérée afin d'améliorer la méthodologie graphique en minimisant certaines fonctions objectifs et optimisant les paramètres du superviseur flou. Cette stratégie de supervision a été finalement validée sur une centrale multisource combinant dispositifs réels et simulation temps réel