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Les réseaux électriques modernes se développent rapidement en raison de la pénétration croissante des sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire photovoltaïque et éolienne. Cette tendance devrait s'accentuer dans un avenir proche, comme l'attestent les principaux pays du monde dans leurs engagements à produire une grande pénétration d'énergie renouvelable.
Un réseau électrique moderne, avec sa dépendance réduite aux énergies non renouvelables, présente des avantages incontestables en termes de garanties environnementales, mais son introduction n'est pas gratuite.
Les technologies de production d'énergie renouvelable sont très variables et ne sont pas entièrement distribuables, résultant en de nouveaux défis pour le paradigme opérationnel du système électrique existant. En réalité, lorsque des ressources incontrôlables telles qu'une ressource d'énergie renouvelable fluctuent, Les solutions classiques de flux de puissance optimal (OPF) peuvent fournir des politiques de production d'électricité très inefficaces qui entraînent des surcharges de ligne et des pannes potentiellement en cascade.
La répartition OPF classique est généralement calculée sur la base de prédictions simples des charges attendues et des niveaux de production pour la fenêtre temporelle à venir. Bien que ces prévisions puissent être assez précises pour les réseaux électriques traditionnels, ils peuvent être très peu fiables dans le cas des générateurs renouvelables, expliquant ainsi son échec dans ces dernières situations.
Malgré des investissements de plus en plus importants, qui sont coûteux et soumis à plusieurs limitations réglementaires et politiques, les pannes de courant dues à l'incertitude introduite par la production d'énergie renouvelable sont encore fréquentes. Cette situation montre qu'une stratégie basée uniquement sur des investissements dans des améliorations technologiques des lignes de transport et une capacité de production contrôlable n'est plus suffisante. Au lieu, des philosophies de répartition radicalement nouvelles doivent être conçues pour faire face à l'incertitude croissante due aux fluctuations imprévisibles de la production d'énergie renouvelable.
Pourcentage de charge linéaire pour l'approche proposée (à droite) par rapport à l'approche classique (à gauche). La méthode proposée est capable de proposer une solution garantissant que la charge de la ligne n'est pas violée pour presque toutes les fluctuations admissibles dans les générateurs renouvelables. Crédit :SUTD
L'un des enjeux majeurs des réseaux électriques d'aujourd'hui est de concevoir une politique de répartition qui minimise les coûts de production, tout en veillant à ne pas violer les contraintes de production et de transport pour toutes les valeurs admissibles d'énergie renouvelable et de demande variable.
Des chercheurs de l'Université de technologie et de design de Singapour (SUTD), Singapour, CNR-IEIIT, Politecnico di Torino, l'Italie et l'Université d'État de Pennsylvanie, Les États-Unis ont proposé une nouvelle stratégie de répartition probabiliste pour les réseaux électriques modernes qui non seulement réduit le coût de production et éventuellement la quantité de gaz à effet de serre injectée dans l'atmosphère, mais s'assure également que toutes les contraintes du réseau électrique sont satisfaites, éviter les surcharges et les pannes en cascade. Leurs recherches ont été publiées dans Transactions IEEE sur le contrôle des systèmes de réseau .
Les chercheurs ont proposé un algorithme aléatoire basé sur le nouveau concept de scénario avec des certificats et des relaxations convexes des problèmes de flux de puissance. L'efficacité de la solution proposée, comme illustré dans la figure 1, montre que l'on peut diminuer significativement la probabilité de violation de la contrainte sans impact significatif sur le coût nominal de production d'électricité. De plus, l'approche s'avère très efficace d'un point de vue informatique.
« L'un des avantages de l'approche probabiliste poursuivie dans cette recherche est d'éviter le conservatisme associé aux méthodes existantes. Au lieu d'exiger que les contraintes du réseau soient satisfaites pour toutes les valeurs possibles d'incertitude, nous avons repoussé les limites et pris en compte un petit risque bien défini de violation de contraintes pour développer cette nouvelle approche, " a expliqué l'auteur principal, le Dr Mohammadreza Chamanbaz, Chercheur principal, SUTD.
