Projet DC-ARCHITECT

Aperçu

Concevoir les réseaux de distribution du futur ainsi que leurs convertisseurs statiques

Dr. Vincent DEBUSSCHERE, Grenoble INP UGA

Référence ANR : 22-PETA-0003

L’objectif principal du projet DC-Architect est de concevoir des réseaux de distribution aptes à transporter l’énergie sous forme de courant continu.

Le réseau de distribution se situe entre les micro-réseaux et les réseaux trans-nationaux, qui sont généralement en courant continu.

Avec l’intégration des énergies renouvelables, par exemple dans les installations de stockage ou les véhicules électriques, une part croissante des sources, connectées au réseau de distribution via des convertisseurs électroniques de puissance (CEP), est basée sur du courant continu.

Pourquoi ne pas concevoir une partie des réseaux de distribution pour transporter l’énergie directement en courant continu ? Bien sûr, il faudrait toujours supporter les infrastructures électriques existantes en courant alternatif et éventuellement d’autres en courant continu à des niveaux de tension différents. Néanmoins, le courant continu est de fait considéré comme un complément voire une alternative crédible au courant alternatif dans les années à venir, car il permettra de simplifier la chaîne de conversion, réduisant potentiellement les pertes et les coûts, sachant que le réseau de distribution représente le plus grand système énergétique en terme de longueur de lignes.

Les recherches porteront sur la conception des architectures de tels réseaux de distribution, incluant le choix des niveaux de tension, ainsi que sur la conception des principaux convertisseurs électroniques de puissance. Ceux-ci doivent être imaginés pour la conversion de courant continu/alternatif ainsi que pour le fonctionnement du système hybride AC-DC (points de connexion). L’ambition et la principale nouveauté de ce projet sont d’aborder simultanément les problématiques de conception des modules CEP et des besoins opérationnels du réseau de distribution (évoluant en raison de l’intégration des modules CEP).

Mots-clés : Distribution grids ; power electronics converters (PEC); convertisseurs électroniques de puissance (CEP) ; MVDC ; architectures; control

Tâches

Nos recherches

Définition des architectures réseaux et des principes d’exploitation

Définition conjointe par des spécialistes de l’électronique de puissance et des réseaux des architectures, des principes de fonctionnement et des contraintes opérationnelles des réseaux électriques hybrides AC et DC. L’accent sera mis sur les réseaux MVDC (moyenne tension continue). Ces réseaux MVDC devraient s’avérer les plus aptes à intégrer massivement les énergies renouvelables, démontrant des qualités nécessaires de résilience, d’efficacité économique et environnementale.

Conception des convertisseurs d’électronique de puissance (CEP)

La mise en œuvre de services auxiliaires affectera le dimensionnement et le contrôle des convertisseurs d’électronique de puissance. Ceux-ci doivent être conçus pour soutenir les réseaux dans le paradigme de leur forte pénétration.

Sur la base des spécifications définies précédemment, quatre modules dotés de diverses fonctions de support pour les réseaux MVDC seront conçus (connexion MVDC/LVDC, intégration du stockage, couplage/interconnexion des réseaux MVDC, et interface MVDC/MVAC). La fiabilité des modules sera prise en compte grâce à des recherches sur le diagnostic et le pronostic. Leur durée de vie sera également évaluée et prise en compte dans leur conception et les services au réseau.

Etude du système dans son ensemble

Les études portant sur l’ensemble du système évalueront, pour les architectures sélectionnées tant au niveau des composants que du réseau, leur capacité à fonctionner de manière stable, fiable, sûre et durable.