Intégration des EnR dans les Réseaux

Le cours IRE2402 — Intégration des EnR dans les Réseaux (Master GEEL, M1, semestre 2, 3 crédits) traite d’une question devenue centrale pour les gestionnaires de réseaux d’Afrique de l’Ouest : comment accueillir une part croissante de production photovoltaïque et éolienne, raccordée par électronique de puissance, sans dégrader la stabilité, la tension et la qualité de l’énergie. Le Niger, dont le réseau interconnecté de l’Ouest (zone de Niamey) est de taille modeste et alimenté en partie par l’interconnexion avec le Nigeria et par des groupes thermiques, est particulièrement concerné : chaque centrale PV de quelques mégawatts y représente une fraction importante de la demande instantanée. Le cours combine modélisation (inertie, statisme, chute de tension, critère des aires), analyse des exigences réglementaires (grid codes) et études de cas simulées sous DIgSILENT PowerFactory ou PSS/E.

Objectifs d’apprentissage

• Analyser l’impact de la forte pénétration des EnR sur la stabilité des réseaux de transport et de distribution.
• Maîtriser les services système que les onduleurs EnR peuvent fournir (inertie virtuelle, puissance réactive, réglage de fréquence).
• Évaluer les contraintes de raccordement réseau selon les grid codes en vigueur (RfG, DCC, WAPP, exigences NIGELEC).
• Simuler l’intégration d’une centrale PV ou éolienne dans un réseau réel avec PSS/E ou PowerFactory et rédiger une étude d’impact.

Prérequis

Réseaux Électriques Avancés & Qualité (REA1201) ; Énergie Éolienne (EOL4401). Sont supposés acquis : calcul en valeurs réduites (pu), écoulement de puissance, composantes symétriques, fonctionnement des onduleurs et de la machine asynchrone à double alimentation (MADA).

Plan du cours

1. Leçon 1 — Impact des EnR sur les Réseaux Électriques
2. Leçon 2 — Services Système Fournis par les Onduleurs
3. Leçon 3 — Grid Codes et Exigences de Raccordement
4. Leçon 4 — Études de Cas et Simulation

Travaux pratiques

• TP guidé (Leçon 4) : simulation sous DIgSILENT PowerFactory de l’intégration d’une centrale PV de 5 MWc au réseau HTA 20 kV de Niamey (écoulement de puissance, court-circuit, qualité de l’énergie).
• TP guidé (Leçon 4) : stabilité transitoire d’un réseau comportant une centrale éolienne à MADA soumise à un défaut triphasé.

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 18 h, TD 6 h, TP 6 h, TPE 30 h (charge totale 60 h). Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TD, comptes rendus de TP, quiz), examen terminal 60 %. Nature : mixte (écrit et rapport d’étude d’impact).

Bibliographie

• Ackermann T. (dir.), Wind Power in Power Systems, Wiley.
• IRENA, Planning for the Renewable Future, 2017.
• Kundur P., Power System Stability and Control, McGraw-Hill.
• ENTSO-E, Règlement (UE) 2016/631 « Requirements for Generators » (RfG) et documents de mise en œuvre.