Auto-synchronisation dans les réseaux électriques avec dynamique périodique – SyNPiD

Poussée par des objectifs politiques mais aussi environnementaux et facilitée par les avancées technologiques, l'utilisation des énergies renouvelables n'a cessé d'augmenter au cours des dernières années. Le gouvernement français vise à atteindre 113 GW de capacité d'énergie renouvelable installée d'ici 2028, soit plus du double par rapport à 2017. En outre, le gouvernement allemand a fixé dans son accord de coalition actuel une part cible d'au moins 65% des la production d'électricité renouvelable d'ici 2030. Bien que la transition vers un avenir sobre en carbone soit hautement souhaitable, elle a des implications énormes pour le fonctionnement des futurs systèmes électriques. En particulier, dans les systèmes à courant alternatif (AC), le remplacement des générateurs synchrones par des appareils à interface inverseuse entraîne une réduction significative de l'inertie du système disponible et peut conduire à une dynamique de fréquence beaucoup plus rapide dans le réseau. De tels systèmes d'alimentation dominés par des onduleurs sont appelés systèmes à faible inertie. Afin de garantir un fonctionnement abordable, efficace et durable dans de tels systèmes, de nouvelles solutions de contrôle méthodiques, robustes et flexibles sont nécessaires. Motivé par cela, le projet SyNPiD est consacré au développement d'un cadre méthodique pour l'analyse globale et la conception de contrôle dans des systèmes dynamiques non linéaires, qui sont périodiques dans une partie des coordonnées d'état. Ce dernier est une propriété intrinsèque des systèmes de puissance AC et, en raison de la périodicité, conduit également à l'existence d'équilibres multiples. En s'appuyant sur de vastes travaux antérieurs conjoints des deux partenaires, une caractéristique unique de la méthodologie de recherche proposée est qu'elle exploite explicitement la périodicité inhérente à la dynamique du système d'alimentation afin d'assouplir les exigences habituelles de l'analyse de stabilité standard et des méthodes de conception de contrôle, telles que le caractère définitif des fonctions de Lyapunov, qui entravent généralement l'établissement de propriétés globales pour les systèmes d'alimentation en courant alternatif. Une attention particulière sera accordée à l'analyse de stabilité et à la conception du contrôleur pour les mécanismes d'auto-synchronisation. Pour un système interconnecté, l'auto-synchronisation signifie que la synchronisation se produit sans aucun signal externe ni action artificielle. Les résultats obtenus formeront un pont entre des concepts théoriques innovants pour la synthèse de contrôle et un domaine d'application important traitant des systèmes énergétiques durables et verts du futur, qui sont au cœur de nombreuses initiatives scientifiques européennes et nationales. Le consortium est composé de la chaire de systèmes de contrôle et de technologie de contrôle de réseau de l'Université de technologie de Brandebourg Cottbus-Senftenberg (BTU), en Allemagne, et de l'équipe Valse d'Inria, en France, qui ont une complémentarité claire démontrée par une collaboration de longue date et réussie sur les sujets du projet. Les résultats du projet présentent un potentiel de transfert élevé, dont la réalisation, ainsi que l'excellence scientifique des résultats obtenus, sont les principaux objectifs de SyNPiD.