Pratiques techniques des centrales hybrides éoliennes-solaires de grande envergure : raccordement au réseau, alimentation électrique stable et coordination du système

Pratiques techniques des centrales hybrides éoliennes-solaires de grande envergure : raccordement au réseau, alimentation électrique stable et coordination du système

Lors de la construction et de l’exploitation de centrales hybrides éoliennes-solaires de grande envergure, garantir un raccordement au réseau sûr et fiable, maintenir une production d’énergie stable et assurer une coordination efficace avec le gestionnaire de réseau constituent des défis d’ingénierie majeurs. La réussite de ces pratiques exige des solutions systématiques aux niveaux technique, opérationnel et de gestion.

I. Raccordement au réseau sûr et soutien actif

Le raccordement des centrales de grande envergure ne se limite pas à la simple connexion au réseau ; il s’agit surtout d’assurer un soutien optimal et un fonctionnement stable de ce dernier.

Premièrement, les équipements de production de la centrale doivent présenter une forte adaptabilité au réseau. En cas de fluctuations anormales de la tension du réseau, la centrale doit rester connectée et opérationnelle, et être en mesure de fournir rapidement un soutien en énergie afin de contribuer au rétablissement de la tension normale du réseau.

Deuxièmement, la centrale doit être équipée d’un système de contrôle intelligent. Ce système ajuste automatiquement la quantité et les caractéristiques de la puissance produite par la centrale en fonction de l'état du réseau ou des instructions de gestion, assurant ainsi la régulation de la fréquence et de la tension. La centrale se transforme ainsi d'une unité de production d'énergie passive en une source d'énergie collaborative, contribuant activement à la stabilité du réseau.

Par ailleurs, le choix judicieux du point de raccordement de la centrale au réseau est crucial. Une analyse complète du réseau est nécessaire pour évaluer l'impact du raccordement sur sa sécurité. Le cas échéant, des équipements de régulation de puissance doivent être installés à proximité de la centrale afin de maintenir une tension stable au point de raccordement.

II. Lissage de la production d'énergie : La production d'énergie éolienne et solaire est intrinsèquement volatile, ce qui exige des moyens technologiques pour la rendre plus stable et prévisible.

La principale solution consiste à configurer un système de stockage d'énergie composite. Pour les fluctuations importantes et de courte durée, des dispositifs de stockage d'énergie à charge et décharge rapides sont utilisés ; pour la régulation de l'énergie à plus long terme, des batteries de stockage d'énergie de grande capacité sont employées. La combinaison de ces deux méthodes de stockage permet d'atténuer efficacement les variations rapides de la production de la centrale.

La centrale électrique nécessite également un système de contrôle intelligent. Ce système, basé sur des prévisions précises de production d'énergie éolienne et solaire et intégrant l'état des dispositifs de stockage d'énergie, calcule automatiquement le schéma de fonctionnement optimal. L'objectif est d'optimiser le fonctionnement des dispositifs de stockage d'énergie tout en respectant les contraintes du réseau liées aux fluctuations de puissance.

Pour évaluer l'efficacité de la stabilisation, une méthode d'évaluation objective doit être mise en place afin de vérifier la solution en comparant les données spécifiques relatives aux fluctuations de puissance avant et après stabilisation.

III. Coordination multiniveaux et participation au marché. Pour une intégration efficace des centrales électriques de grande puissance au réseau électrique, un mécanisme de coordination multiniveaux et une participation aux activités du marché sont nécessaires.

En matière d'exploitation et de gestion, un système de coordination à trois niveaux a été mis en place : « planification journalière, ajustement intrajournalier et contrôle en temps réel ». Les centrales soumettent leurs plans de production la veille et procèdent à des ajustements continus en fonction des dernières prévisions du jour même, tout en répondant simultanément et en temps réel aux instructions de réglage fin du réseau.

Sur le plan économique, les centrales électriques peuvent participer aux transactions du marché de l'électricité et fournir des services auxiliaires au réseau. Par exemple, elles peuvent stocker l'énergie lorsque les prix de l'électricité sont bas et la restituer lorsque les prix sont élevés afin de générer des profits ; elles peuvent également utiliser leur capacité de réponse rapide pour assurer la régulation du réseau.

Plusieurs centrales électriques d'une même région peuvent être intégrées technologiquement pour former un cluster de production d'énergie virtuel. La planification interne du cluster est optimisée et, à l'extérieur, elles participent à l'exploitation globale du réseau, améliorant ainsi la stabilité et la compétitivité du marché.

Résumé et perspectives : Les grandes centrales hybrides éoliennes-solaires évoluent, passant de simples fournisseurs d'énergie propre à des maillons essentiels du nouveau système électrique. Les développements futurs se concentreront sur le renforcement des capacités de soutien actif des centrales, leur permettant de jouer un rôle plus stable et fondamental au sein du réseau. Parallèlement, l'optimisation des stratégies opérationnelles grâce à l'intelligence artificielle et à d'autres technologies numériques sera cruciale pour améliorer la valeur et la fiabilité opérationnelle des centrales. Ce processus représente non seulement une mise à niveau technologique, mais aussi une avancée conjointe des concepts opérationnels et des méthodes de collaboration au sein du système électrique.