Problèmes de stabilité du réseau avec les sources d'énergie renouvelables : Comment les résoudre

Alors que le besoin de nouvelles phases dans le secteur de l'électricité commence à se faire sentir, personne ne peut sous-estimer l'importance de s'intégrer. Pendant longtemps, les réseaux ont transporté de l'électricité, généralement à partir de sources d'énergie non renouvelables comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel. La production de cette énergie s'effectue selon un système programmé et centralisé, de sorte que l'on pourrait s'attendre à ce que le réseau atteigne facilement la stabilité la plupart du temps. Contrairement aux réseaux conventionnels où les fournisseurs d'énergie disposent de générateurs synchrones pour assurer leur stabilité, les réseaux utilisant des sources d'énergie renouvelables ont besoin de beaucoup plus de moyens pour atteindre la stabilité en cas d'interruption.

Comprendre la stabilité du réseau

C'est simple, il doit y avoir un équilibre entre la production et la consommation dans un réseau électrique. Pour qu'il y ait stabilité, l'énergie produite doit être égale à l'énergie consommée. Les sources d'énergie "non fiables" ne font donc pas bon ménage avec les réseaux conventionnels. Pour qu'un réseau électrique reste stable, il doit réagir à la volatilité des perturbations de tension et de fréquence. Par exemple, supposons que l'on produise plus d'énergie que celle consommée ou que l'on consomme plus d'énergie du réseau que celle produite. Dans ce cas, des ajustements complets sont nécessaires dans un délai acceptable pour équilibrer les perturbations de fréquence et les coupures de courant. L'équilibre est ce qui importe le plus.

Faisons entrer les énergies renouvelables dans le paysage

Selon le rapport de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), la croissance du secteur des énergies renouvelables devrait s'envoler de 50 % entre 2019 et 2024. L'énergie solaire photovoltaïque est en tête, suivie de près par les projets éoliens et hydroélectriques - qui gagnent en popularité avec des déploiements rapides, les plus rapides observés en quatre ans. Cette croissance est due à la réduction des coûts des technologies d'énergie renouvelable, aux objectifs mondiaux et aux politiques de décarbonisation, ainsi qu'à la demande d'électricité de plus en plus élevée.

Dans la production d'énergie avec l'énergie solaire, les fluctuations de l'offre et de la demande d'énergie pour un lieu particulier peuvent provoquer une instabilité des réseaux. Ces fluctuations se produisent parce que l'intensité de l'ensoleillement dans un environnement avec des maisons utilisant des panneaux solaires, par exemple, varie de temps en temps. Ainsi, alors que la transition vers l'énergie durable est toujours en cours, les foyers, les bureaux ou les utilisateurs finaux en général auront toujours des moments où la production d'électricité à partir de sources d'énergie renouvelables sera faible. De même, il pourrait y avoir des gaspillages lorsque l'offre est abondante si les gestionnaires de réseau n'appliquent pas les mesures adéquates.

Les éoliennes utilisées pour produire de l'énergie renouvelable font également un excellent travail. Pourtant, les fluctuations de la production d'électricité constituent une menace pour la stabilité des réseaux. Ces fluctuations proviennent de la nature de la vitesse du vent dans ces applications.s'appuyer sur les sources d'énergie renouvelables apporte son lot de défis qui nécessitent des solutions définitives. Ces solutions peuvent être des options de stockage, la gestion des fluctuations et des spécifications pour des sources d'ER particulières (par exemple, les solutions pour l'énergie solaire seraient différentes, sinon légèrement, des solutions pour les sources d'énergie thermique ou hydroélectrique, les parcs éoliens, et le reste).

Quels sont les problèmes de stabilité du réseau avec les sources d'énergie renouvelables ?

Les trois principaux défis auxquels sont confrontés les réseaux conventionnels lorsqu'il s'agit d'adopter des sources d'énergie renouvelables sont les suivants :

1. Anomalies de fréquence et de tension

La nature stochastique de la production d'énergie solaire et éolienne rend la fréquence et la tension produites peu fiables dans une certaine mesure. Les onduleurs de puissance sont censés ajuster les fluctuations du système dans la production d'énergie solaire. Cependant, ils se sont avérés incapables de le faire efficacement. En outre, l'heure de la journée et les conditions météorologiques affectent continuellement la production d'électricité. Ces conditions affectent sérieusement le fonctionnement des réseaux, les rapprochant de leurs limites.

2. Surcharge des lignes de transmission existantes

En raison de l'augmentation des charges pendant les heures de pointe, les lignes de transmission existantes doivent relever le défi d'adapter les capacités aux entrées et sorties d'énergie. Une surtension peut se produire lorsque les producteurs produisent trop d'énergie sans avertissement, et l'ensemble du système s'arrêterait. Une ligne de transmission a une capacité spécifique, et si cette limite est dépassée, les charges thermiques s'accumulent, entraînant des dommages.

3. Inadéquation entre l'offre et la demande

Autant les maisons, les bureaux et les bâtiments ont besoin d'énergie pour fonctionner, autant cela ne peut pas être à un moment donné. La production d'énergie renouvelable peut être très élevée à certains moments. Mais, elle peut aussi être faible dans d'autres conditions. Par conséquent, l'énergie produite au moment où elle est nécessaire peut ne pas être suffisante ou ne pas correspondre à la demande.

Comment les résoudre

Les problèmes auxquels sont confrontés les réseaux utilisant des sources d'énergie renouvelables ne sont pas insurmontables. Au fur et à mesure que les défis se présentent, de nouvelles technologies capables de relever efficacement ces défis commencent à présenter une solution. Les gestionnaires de réseaux de distribution peuvent rétablir la stabilité du réseau en appliquant des techniques et des technologies permettant d'assurer l'adaptation efficace des énergies renouvelables dans le secteur de l'électricité.

1. Utilisation des technologies de stockage de l'énergie

Lestockage de l'énergie est un excellent moyen de résoudre les problèmes destabilité du réseau liés aux énergies renouvelables. Il ne s'agit pas seulement de batteries lithium-ion immobiles, mais aussi de batteries mobiles. L'utilisation de batteries "mobiles" implique le stockage d'énergie dans les véhicules électriques utilisant la technologie V2G. La transmission virtuelle est l'une des technologies qui entrent en jeu concernant les systèmes de batteries spécialement configurés. Ils viennent au secours des lignes de transmission encombrées et aident les réseaux à conserver leur stabilité.

2. Mise en œuvre des réseaux intelligents

Les réseaux intelligents présentent de nombreuses caractéristiques qui fonctionnent ensemble de manière intelligente. Les caractéristiques les plus avantageuses qui influent sur la stabilité du réseau sont les systèmes de contrôle et de communication. En outre, les capteurs peuvent détecter et évaluer les déséquilibres dans la distribution de l'électricité. De cette manière, l'état de santé des équipements est étroitement surveillé. Ainsi, vous pouvez assurer la stabilité du réseau grâce aux réseaux intelligents, et Hive Power fournit les technologies nécessaires à cette mise en œuvre. Lesgestionnaires de réseaux doivent toujours être au fait de ce problème croissant d'injection accrue d'énergies renouvelables dans les réseaux et comptabiliser ces augmentations avec leurs coûts correspondants. De plus, les opérateurs peuvent trouver des solutions aux problèmes de stabilité du réseau et des énergies renouvelables dans :

• L'installation d'un grand nombre de centrales de compensation de la puissance réactive et la construction de lignes de transmission CCHT entre les centres de production et les centres de consommation.
• l'utilisation de régulateurs de flux de charge classiques (qui se sont toutefois révélés trop lents par rapport au rythme de croissance de l'utilisation des énergies renouvelables)
• Un système de gestion dynamique du flux de charge (qui semble être la meilleure option) se trouve dans un contrôleur de flux de puissance unifié qui peut être à réaction rapide. Cette solution devrait permettre de maintenir l'équilibre des lignes électriques dans le cadre du critère n - 1 en gérant la compensation en série et en parallèle, ce qui permettrait de maintenir l'électricité sous tension et de la faire circuler de manière optimale.

Hive Power - Solution de stabilité du réseau intelligent

Nos modules de solutions répondent aux problèmes liés à la stabilité des réseaux grâce aux technologies pilotées par l'IA mises en place. Par exemple, les modules Flexibility Orchestrator destinés aux gestionnaires de réseaux fournissent des analyses de réseau, gèrent la flexibilité et optimisent la distribution d'énergie sur leurs réseaux. Certaines de ces fonctions comprennent :

• la prévision des données énergétiques pour la production d'électricité et les charges - cela permet de prédire comment la production se déroulera, sur la base des opérations précédentes, et le nombre de charges peut également être prévu.
• fourniture d'analyses pour l'infrastructure de comptage avancée (AMI) - Les compteurs intelligents peuvent mesurer l'énergie consommée dans le temps, vérifier les facteurs de puissance et fournir des données pertinentes aux consommateurs et aux producteurs.
• l'utilisation d'outils de surveillance et la visualisation globale - les vues généralisées donnent une vue d'ensemble et permettent de surveiller et de détecter facilement les défauts ou les anomalies
• gestion optimale du réseau grâce à l'utilisation de l'analytique - l'ensemble des processus et des opérations du réseau peut être organisé de manière systématique lorsque l'analytique interprète et communique de manière pertinente toutes les données du réseau
• analyse préventive des futures violations du réseau - en utilisant les données et les analyses disponibles sur le réseau, des mesures préventives peuvent être déduites et mises en place pour éviter les violations.

Si vous êtes un fournisseur de services énergétiques ou un gestionnaire de réseau de distribution, vous pouvez réserver une démonstration avec notre équipe pour comprendre comment les solutions FLEXO de Hive Power peuvent alimenter vos projets de gestion de réseau intelligent.