A l’occasion de sa journée scientifique, l'institut RISEGrid, créé en 2012, a été renouvelé le 10 février pour 5 ans, entre EDF et CentraleSupelec. Un très important partenariat dédié à l’étude et la modélisation des réseaux électriques intelligents et de leurs interactions avec l’ensemble du système électrique.
Renouvellement de la collaboration EDF x CentraleSupelec via RISEGrid
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C’est la 10ème année de l’institut RISEGrid (Research Institute for Smarter Electric Grids). Né en 2012 d’une initiative d’EDF et de CentraleSupélec, la convention qui lie les deux partenaires vient d’être renouvelée pour une période de 5 ans.
Cet institut est dédié à l’étude et la modélisation des réseaux électriques intelligents et de leurs interactions avec l’ensemble du système électrique. Il s’intéresse aux sujets Smart Grids selon un programme scientifique en 5 axes :
- Études des systèmes électriques intelligents et des réseaux locaux
- Observabilité du système électrique
- Systèmes d'information et communications
- Modélisation et simulation avancées
- Électronique de puissance
Le programme scientifique structure un vivier dynamique de sujets, qui montre combien l’institut reste au cœur des sujets d’actualité sur les systèmes électriques intelligents. Déjà, 15 thèses ont été réalisées en 10 ans et 7 thèses sont en cours actuellement.
Après une matinée consacrée à la présentation, par les doctorants, de leurs travaux, la nouvelle convention a été signée par Carmen Munoz Dormoy, Directrice des activités Aval de la R&D d'EDF et Romain Soubeyran, Directeur Général de CentraleSupélec.
Signature du renouvellement du partenariat à l'occasion de la Journée Scientifique RISEGrid.
L'institut RISEGrid en 8 thèses
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Dimensionnement évolutif de MicroGrids avec prise en compte de l'incertain et de l'architecture réseau
Thèse menée par Elsy EL SAYEGH
Une thèse sur le dimensionnement technico-économique des microgrids dans un objectif de résilience et de robustesse face aux incertitudes. Comment intégrer, dans la démarche d'optimisation, les incertitudes à court, moyen, et long-terme telles que l'augmentation de la consommation, l'évolution des coûts, les incertitudes sur la production, etc. pour optimiser les investissements sur la durée de vie d’un projet microgrid ?
Publication >> E. EL SAYEGH, N. SADOU, P. HAESSIG, S. NASR, J. BRUSHI, B. JACQUET, A. EL AKOUM, H. GUEGUEN. Towards avoiding microgrid design failures arising from an unrealistic operating strategy: an anticipative White Box model versus a responsive Black Box model, Conférence SEEDS / JCGE 2022.
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Simulation fréquentielle des réseaux de distribution : Intégration des modèles non-linéaires et méthodes de convergence
Thèse menée par Ansaar Mohsin DADA
La qualité de l'électricité dépend notamment des perturbations harmoniques de tension et de courant. Leur prise en compte est nécessaire pour le dimensionnement des installations électriques ainsi que pour le design des solutions de filtrage à mettre en place. Ces perturbations sont essentiellement liées à la présence d'équipements intégrant des convertisseurs à électronique de puissance. La thèse porte sur la mise en place de méthodes, techniques et algorithmes innovants permettant notamment de modéliser le comportement harmonique des équipements en intégrant l'électronique de puissance et leur dépendance à leur environnement par des méthodes de machine learning.
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Estimation d’état des réseaux BT à partir des données des smart meters par des techniques de machine learning
Thèse menée par Elio EL SEMAAN
Le développement des VE, du PV chez les particuliers et de l'autoconsommation entraîne des contraintes nouvelles sur le réseau (tensions hautes, surcharges, etc.). Les exploitants de réseaux électriques de distribution vont de plus en plus avoir besoin d'une vision en temps réel ou en prévisionnel à court-terme de l'état de fonctionnement de leurs réseaux basse tension (BT). Le déploiement des compteurs intelligents permet une meilleure vision, grâce à la présence inédite d'une multitude de capteurs télérelevables, cependant, des contraintes techniques et réglementaires limite leur utilisation. Les méthodes de machine learning classique semblent envisageables mais imposent de nombreuses contraintes techniques. C'est l'objectif de la thèse : proposer un estimateur hybride qui applique des techniques de machine learning tout en respectant les équations électrotechniques du système.
Publication >> E. EL SEMAAN; D. TIEN NGUYEN, A. IOVINE, T. D. LE, P. DESSANTE, K. KAMGA, D. CROTEAU. Performance Evaluation of an Autoencoder State Estimator with Realistic Low Voltage Grids Constructed from Open Data, Conférence CIRED 2023, Rome, Italie
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Modèle de commande pour les systèmes multi-énergies à partir d’une description physique en Modelica
Thèse menée par Joy EL FEGHALI
Les réseaux de chaleur qui incluent des pompes à chaleur (PAC) comme source de chauffage peuvent offrir une certaine flexibilité aux réseaux électriques. Ces systèmes sont désormais inclus dans le développement des villes intelligentes. Les PAC répondent aux programmes de gestion de la demande et modifient leur consommation pour lever les contraintes sur le réseau électrique tout en respectant la demande de chauffage de l'utilisateur. L’utilisation d’un stockage thermique dans le système permet d’augmenter encore la flexibilité. C'est la modélisation d'un système de pompe à chaleur et de stockage thermique pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire de douze bâtiments tertiaires qui est proposé dans cette thèse. L'objectif ? Réduire les pics de consommation, ou de minimiser l'énergie électrique consommée sur une période de 24 heures.
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Fiabilisation de la localisation des défauts par combinaison d’approches
Thèse menée par Elie SALHAB
La thèse vise au développement d'une méthode de localisation de défaut, implémentable dans un processus opérationnel, sans engendrer des surcoûts liés à l’installation d’équipements sur le terrain. Cette méthode tient compte des caractéristiques du réseau de distribution HTA (architecture arborescente, lignes/câbles hétérogènes, différents régimes de neutre) et doit être robuste face aux incertitudes (mesures de courants/tensions, impédances des lignes/câbles, etc.).
Publication >> E. SALHAB, M. PETIT, T.D. LE, D. CROTEAU, Q. LEBOURG. Improved Method for Earth Fault Location in MV Distribution Networks with CompensatedNeutral Grounding, Conférence CIRED 2023, Rome, Italie
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Quantification de la résilience du REI
Thèse menée par Youba NAIT BELAID
Le réseau électrique a continué d’évoluer ces dernières années grâce à l’introduction des technologies de l’information et de la communication qui permettent un ensemble de nouvelles fonctionnalités telles que le contrôle automatisé, le comptage intelligent, l’optimisation de la demande, la détection des pannes et la supervision temps-réel des actifs. En parallèle, le système électrique se transforme d’un système avec contrôle limité et un flux de puissance traditionnellement unidirectionnel en un système intelligent, à flux bi-directionnel et en réseau maillé. Le réseau intelligent qui en résulte peut garantir un service amélioré pour toutes les charges connectées, mais au prix d’une complexité accrue, la fiabilité et la résilience du réseau étant cependant fortement mises à l’épreuve, en particulier au niveau du reseau de distribution. Le propos de la thèse : une approche de modélisation pour quantifier la résilience des réseaux intelligents en tenant compte des interdépendances télécommunications-électricité.
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Optimisation de l’architecture d’un poste de distribution HTA
Thèse menée par Frédéric REYMOND-LARUINA
Une grande diversité d’applications utilise le courant continu et nécessite un ou plusieurs étages de conversions. Regrouper ces étages dans un seul convertisseur assurant l’interface avec le réseau permettrait des gains d’efficacité et de nouvelles fonctionnalités sur le réseau de distribution, en plus des gains d’exploitation que représente une liaison à courant continu par rapport à une liaison alternative. L’étude des différentes solutions possibles a mis en lumière le verrou technologique que représente la gestion des courts-circuits en continu, du fait de leurs rapidités et de la faible tenue thermique des convertisseurs existants. De ce fait, conserver une protection sélective sur le réseau de distribution nécessite de robustifier les convertisseurs. La thèse a permis de proposer une topologie alternative, basé sur la parallélisation de composants et la maitrise des chemins d’impédances.
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Diagnostic automatique de la Qualité de l’Electricité d’une installation industrielle
Thèse menée par Maria VEIZAGA
L'analyse de la qualité de l'électricité est une demande qui s'est vue augmentée au cours des dernières décennies. Les creux de tension sont les perturbations les plus fréquentes et les plus impactantes dans les réseaux électriques industriels. La thèse a porté sur la classification des causes de creux de tension ainsi qu'à leur localisation relative par rapport au point de mesure principale et au développement d'un algorithme utilisant les formes d'onde de tension et de courant pour identifier les causes des creux de tension dans les réseaux industriels BT.
Les travaux reflètent bien le positionnement de cet institut, à la croisée des applications industrielles et de l’excellence scientifique.