Le cadre pourrait soutenir des systèmes de distribution d’énergie électrique plus fiables – Technoguide

Imaginez que le processus de distribution d’électricité aux foyers à partir du réseau électrique ressemble à celui des voyageurs qui montent à bord d’un train.

Il y a plusieurs étapes à franchir avant de pouvoir atteindre leur destination finale. Tout d’abord, ils doivent acheter un billet à la billetterie – c’est là que l’électricité est produite. Ensuite, ils montent à bord d’un train qui part de la gare – la puissance est transmise sur des distances à l’aide de lignes de transmission. Enfin, le train emmène les voyageurs (électricité) jusqu’à leur destination finale. Cette dernière étape de l’envoi d’électricité aux foyers et aux entreprises s’appelle le système de distribution – et il est essentiel qu’il reste fiable.

Chanan Singh et l’étudiant au doctorat Arun Karngala du département de génie électrique et informatique de la Texas A&M University, travaillent à développer un cadre de fiabilité pour le système de distribution afin que les entreprises de services publics puissent être mieux préparées aux incertitudes qui peuvent survenir. Singh est professeur Regents, professeur titulaire de la chaire Irma Runyon et professeur émérite de l’université.

En développant ces modèles et méthodes pour effectuer l’analyse du niveau de distribution du réseau électrique, les effets néfastes des événements météorologiques localisés ou des pannes d’équipement peuvent potentiellement être évités.

Le cadre des chercheurs peut également être utilisé pour tester l’impact à l’échelle du système de l’installation de l’énergie solaire et du stockage d’énergie sur les toits par les clients dans le système de distribution.

«Nous avons constaté qu’avec 40% des clients installant une capacité solaire, cela équivaut à 1,5 fois la demande de pointe des ménages respectifs», a déclaré Karngala. «Avec des systèmes de stockage d’énergie suffisants, les indices de fiabilité ont mesuré des améliorations significatives. Par exemple, l’indice de fréquence moyenne d’interruption du système a été amélioré de 50%, l’indice de durée moyenne d’interruption du système a été amélioré de 70% et l’indice de durée d’interruption moyenne du client a été amélioré de 45%. “

Karngala a déclaré que ce cadre peut également être utilisé pour décider de la capacité de l’installation solaire sur les toits: “Si la capacité solaire installée est augmentée d’une fois la demande de pointe à deux fois la demande de pointe, les indices de fiabilité montrent une amélioration constante. L’amélioration des indices diminue lorsque la capacité solaire installée est augmentée de plus de 2,5 fois la demande de pointe. “

La réalisation d’études de fiabilité peut aider à créer des analyses de rentabilisation pour l’achat d’un tel stockage, et les recherches en cours sur les technologies de stockage contribuent à fournir des alternatives plus abordables et plus fiables.

L’équipe de recherche se concentre sur l’analyse et la fiabilité au niveau de la distribution car elle est la plus vulnérable de toutes les étapes de l’allocation de puissance et peut donc causer le plus de problèmes aux clients. En outre, contrairement aux secteurs de haut niveau du réseau électrique – tels que la production et le transport d’électricité – qui ont des méthodes d’analyse et des procédures existantes pour garantir que la fiabilité sera maintenue en présence d’incertitudes à des niveaux spécifiés, le niveau de distribution en général n’a pas de telles normes.

La plupart des opérateurs de système indépendants (ISO) s’assurent de disposer d’une réserve de production d’énergie suffisante pour qu’en cas de problème inattendu (par exemple, panne de ligne de transmission, panne de générateur, charge supérieure aux prévisions, etc.), la charge totale ne soit pas alimentée, la charge peut être ajustée afin qu’elle ne soit pas complètement perdue pour tous les clients. De nombreuses ISO utilisent des critères qui garantissent qu’en moyenne, cette réduction de charge ne se produirait pas plus d’un jour en 10 ans. Ces normes ne sont généralement pas utilisées au niveau de la distribution.

Ce travail a été publié dans IEEE Transactions on Sustainable Energy en janvier.

“L’événement de tempête hivernale qui s’est produit récemment au Texas était d’une nature différente et a touché tout l’état”, a déclaré Singh. “Mais les conditions météorologiques extrêmes peuvent prendre diverses formes. Par exemple, vous pouvez avoir des tornades ou des ouragans dont l’effet ne concerne pas l’ensemble de l’État, mais que des zones plus limitées sont affectées. Nous pensons que dans ces situations, ces modèles et les outils qu’ils fourniront à nous, la gestion du système améliorera la fiabilité du système de distribution, car vous ne devez pas compter uniquement sur l’énergie qui provient du réseau, mais aussi sur d’autres sources locales telles que le solaire et peut-être l’éolien. “

L’un des défis auxquels l’équipe est confrontée concerne les nombreux types de systèmes de production intégrés dans les systèmes de distribution qui doivent être pris en compte. Karngala a déclaré que les systèmes de distribution étaient auparavant considérés comme les seuls consommateurs d’énergie, mais qu’aujourd’hui, de nouvelles technologies et de nombreuses autres ressources énergétiques distribuées entrent dans le système de distribution, telles que les panneaux solaires, la production et le stockage éoliens.

«Ce qui est passionnant dans le travail sur les systèmes de distribution, c’est que ceux-ci sont actuellement dans une phase de changement», a déclaré Karngala. “Ceux-ci passent des systèmes traditionnels à des systèmes beaucoup plus avancés, et nous sommes dans cette phase de transition où nous devons développer des modèles et des méthodologies.”

En fin de compte, l’équipe cherche à créer un cadre complet d’analyse de la fiabilité dans lequel des approches telles que la réponse à la demande, les stratégies de prix et les stratégies opérationnelles peuvent être incluses et étendues à mesure que le réseau électrique évolue.

“Les projets qui peuvent être développés autour de ce cadre ne manquent pas car de nombreux modèles, méthodes et stratégies opérationnelles peuvent être inclus dans l’évaluation de la fiabilité”, a déclaré Karngala.

Ce travail est financé par le ministère de l’Énergie dans le cadre du projet de collaboration américano-indienne pour un système de distribution intelligent avec stockage.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par Texas A&M University. Original écrit par Rachel Rose. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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