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Le document traite de l'intégration des énergies renouvelables (ENR) dans les réseaux électriques, abordant les défis liés à leur intermittence et à leur dispersion géographique. Il présente les conséquences sur la conduite et le fonctionnement des réseaux, tout en proposant des solutions telles que le stockage d'énergie, l'efficacité énergétique, et l'utilisation de technologies avancées comme les réseaux intelligents. La conclusion souligne la nécessité d'investissements importants pour répondre à la croissance des besoins en électricité et la promesse des ENR pour l'avenir des infrastructures énergétiques.
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- 1. Marrakech 13-16 février2013 Intégration des Energies Renouvelables dans les Réseaux Electriques Pr. Mohamed MAAROUFI maaroufi@emi.ac.ma EMI Equipe de Recherche en Energie Electrique & Contrôle ممم EREE&C Ecole Mohammadia d’Ingénieurs المدرسة المحمدية للمهندسين
- 2. Plan de l’exposé 1. Introduction 2. Caractéristiques des Energies Renouvelables 3. Conséquences sur le réseau électrique 4. Conséquences sur la conduite en temps réel 5. Propositions de solutions 6. Conclusion EMI Equipe de Recherche en Energie Electrique & Contrôle ممم EREE&C Ecole Mohammadia d’Ingénieurs المدرسة المحمدية للمهندسين
- 3. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Introduction EnR sont elles intégrables dans les réseaux électriques? OUI EnR sont elles intégrables sans difficultés? NON المدرسة المحمدية للمهندسين EnR les difficultés sont surmontables? OUI 3 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 4. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Caractéristiques des Energies Renouvelables Une intermittence qui découle de l’alternance jour et nuit, des conditions climatiques … Une dispersion géographique des sources et leur environnement Une inadéquation Production – Consommation Contrôle complexe 4 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 5. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Conséquences sur le Réseau Electrique Systèmes de conduite, gestion, contrôle, surveillance Production Transport Distribution Eclairage Utilisation domestique Transformation Réseau de transport Industries de l’énergie mécanique et de répartition en énergie électrique Transformation énergie électrique en énergie mécanique Alternateurs Lignes électriques Lignes électriques Commande Tranformateurs Postes Régulation Protection Protection Protection FACTS / HVDC Compensation 5 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 6. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Conséquences sur le Réseau Electrique Réseau plus vaste Décentralisation de la production Consommation Energie Réactive Coûts supplémentaires 6 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 7. Organisation du Transportd’Energie
- 8. Organisation de laProduction d’Energie Puissance installée en 2012 (hors interconnexions) : 6670 MW CAPACITE CENTRALES INSTALLEE ILLUSTRATIONS > JLEC (Charbon) a 1320 MW a Centrale thermique de Jorf Lasfar Thermique PPA > Taddahart (CCGT) 380 MW 33% > Centrale Thermosolaire Ain 472 MW Beni Mathar (cycle combiné) Thermique Charbon > Jerada (Charbon) 165 MW b Eoliennes à Essaouira ONE > Mohammedia (Charbon) 300 MW 16% Thermique Fuel ONE > Mohammedia (Fuel) 300 MW > Kenitra (Fuel) 300 MW Renouvelable de base > Eolien : Essaouira, Alkoudia, b 255MW 23% Tanger > Hydraulique 1306 MW Turbines à Gaz et > Turbines à gaz et Groupe 1405 MW c Barrage de Bine el Ouidane (STEP Afourer) Diesel thermique Diesel (Mohammedia, Tan Tan, Dakhla) 28% STEP > STEP Afourer c 464 MW Total Puissance installée (2012) 6670 MW Technologies de base Technologies pour la Pointe ONEE/DI/CTR/DOS 27 Septembre 2012
- 9. Réseaux Electriques: 2.Modélisation et fonctionnement Modélisation de la ligne Longueur des lignes ONE fin 2010 TENSION en kV Longueur en km 400 1 400 225 8400 150 150 60 11 600 Total 21 550 Puissance Totale THT & HT : 22 517 MVA 9 EREE&C
- 10. Perspectives de développement du réseau Transport Projets d’ouvrages TRpour l’évacuation des moyens de production : Evacuation de la centrale de Jorf Lasfar V & VI : 2 x 350 MW Evacuation de la centrale de SAFI : 2 X 660 MW Evacuation des Energies Renouvelables du Sud : 1000 MW Evacuation de la centrale Solaire d’Ouarzazate : 500 MW Evacuation des Eoliens de Nord :1000 MW Projets de développement du réseau 400 & 225 kV : Construction de Postes : 225/60 kV , 225/22 kV et 400/225 kV Renforcement du puissance des postes 225/60 kV Extension du réseau 400 et 225 KV Raccordement des clients
- 11. Intégration des Energies Renouvelables dans les Réseaux Electriques Conséquences sur la Conduite Missions de l’opérateur électrique 1. Répondre à la demande en temps réel 2. Assurer la qualité du produit tension, fréquence, qualité du signal 3. Assurer la fiabilité المدرسة المحمدية للمهندسين continuité de service, réduction des coupures (n, t) 4. Produire avec un coût optimal 11 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 12. Intégration des Energies Renouvelables dans les Réseaux Electriques Conséquences sur la Conduite Amélioration de la Qualité d’énergie Réduction du Satisfaction Nombre des Clients d’interruptions Fiabilité et Rentabilité Réduction de la Optimisation des Durée المدرسة المحمدية للمهندسين Coûts d’exploitation d’interruptions Réduction de l’Etendue des zones affectées par les défauts 12 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 13. Intégration des Energies Renouvelables dans les Réseaux Electriques Conséquences sur la Conduite Prévisions plus difficiles Production de remplacement Nouvelles technologies Coûts supplémentaires 13 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 14. Intégration des Energies Renouvelables dans les Réseaux Electriques Solutions Efficacité énergétique et R&D Stockage FACTS – HVDC Interconnections Prévisions et conduite intelligentes Réseaux Intelligents 14 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 15. Intégration des Energies Renouvelables dans les Réseaux Electriques Solutions Stockage: STEP 15 EMI EREE&C
- 16. Intégration des Energies Renouvelables dans les Réseaux Electriques Solutions FACTS Puissances actives et réactives sur une ligne sans pertes Pe = Ps = VsVe(sin(θs – θe ))/B’ Qs = (AVsVs – VsVecos(θs – θe ))/B’ Qe = -(AVeVe – VsVecos(θs – θe ))/B’ 16 EMI EREE&C
- 17. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Solutions FACTS X/2 X/2 P Pmax V2 VS VM VR P= sin δ X 0 π/2 π δ Ligne sans compensateur P 2Pmax VS VM VR V2 δ Pp Pp = 2 sin X 2 Pmax Comp. Idéal (P=0)) 0 π/2 πδ Ligne avec compensateur shunt 17 EMI EREE&C
- 18. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Solutions FACTS Xc/2 Xc/2 P X/2 X/2 s=0.45 s=0.3 VS s=0.15 VM VR s=0 V2 V2 δ PS = sin δ = sin δ 0 π/2 π X − XC X (1 − s ) Compensateur Capacitif Série X/2 X/2 Vpq VS VR VG V2 Pa = sin(δ − a) où a ≥ 0 si δ ≥ π / 2 X 18 Avec Transformateur Déphaseur EMI EREE&C
- 19. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Solutions HVDC transmission DC Transmission Lines AC Network DC-Link AC Network (A) (B) Converter Converter Station A Station B 19 EMI EREE&C
- 20. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Solutions Interconnections Italie Espagne 2 000 1 000 Légende TARIFA MW MW 1 400 2006 1996 Algérie GHAZAOU 1 000 à 400 kV MW 220 kV ET EL 2 000 MW AOUINET 1980 FERDIO 1988 150 kV UA DJEBEL OUJD A TLEMCE 1984 ONK 1953 90 kV 2009 N 2009 KALA EL 1992 Mar 1954 TAJEROUI Tunisie NE oc METLAOUI FERNANA ROWIS Libye Egypte 20 EMI EREE&C
- 21. Interconnexions électriques avecles pays voisins Solutions Interconnections ESPAGNE PINAR DEL REY TARIFA Maroc – Espagne : DE (700MW depuis 1997) à 1400 MW (2006) Maroc FARDIOUA MEDITERRANNEE – Algérie : DE 400 MW (88/92) à 1200 MW (2010) PARC EOLIEN TANGER 140 MW MELLOUSSA 1 er TAHADDART CC TETOUAN 400 MW LOUKKOS SELOUANE IMZOURNEN + GHAZAOUAT H.AMEUR + ATLANTIQUE + SONASID + TELEMCEN + AL WAHDA + FOUARAT OUJDA + Cle KENITRA BOURDIM + + OUALILI ALGERIE A.FASSI DOUYET JERADA RIAD TOULAL EL OUALI ZAER TAZA SEHOUL Apports techniques des interconnexions : • Réaction de façon ‘’solidaire’’ des systèmes électriques interconnectés face aux événements imprévisibles • Amélioration de la qualité de service des clients (stabilité de la Espagne Espagne fréquence, continuité de service par l’appui mutuel des réseaux interconnectés, etc.) 400 kV Apports économiques des interconnexions : 220 KV • Opportunités pour les échanges d’énergie 225 KV Maroc Algérie 150 KV Tunisie • Optimisation de l’utilisation des moyens de production (partage Maroc Algérie Tunisie de la réserve tournante, etc) 90 KV • Optimisation des investissements (décalage des 2x400 kV 400 kV investissements et introduction des unités plus puissantes)
- 22. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Solutions -> Prévisions et conduite Sources primaires Régulation des d'énergie monopoles Innovation et Fiabilité l'a Sé rovi et qualité pp compétitivité cu sio rité nn rne de eme nt e Capacités Prix bas éi du réseau rch et efficacité nt Ma Environnement Protection Changement Kyoto et de la nature climatique après Kyoto 22 EREE&C
- 23. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Solutions Smart Grid Production Transport Distribution 23 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 24. Réseaux Electriques: 5.Gestion et conduite des réseaux Réseau intelligent -> Smart Grid 24 EREE&C
- 26. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques offre demande demande Système de gestion de production 26 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 27. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Conclusion La croissance des besoins en électricité implique des investissements estimés par IEA à 13 700 milliards de dollars entre 2008 et 2030: •la moitié pour la production, •la moitié pour les réseaux. EnR ouvrent des horizons prometteurs Infrastructures Introductions des nouvelles technologies Investissements R&D et Transfert technologique Industrialisation, nouveaux métiers et emplois 27 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 28. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Equipe de Recherche 28 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين
- 29. Intégration des EnergiesRenouvelables dans les Réseaux Electriques Marrakech 13-16 février 2013 Merci de votre attention Equipe de Recherche en Energie Electrique & Contrôle 29 EMI EREE&C المدرسة المحمدية للمهندسين