Plateforme PLER

PLER est une plateforme technologique pour l’étude des micro-réseaux électriques.

Description de la plateforme PLER

Coût total d'investissement : 335k€ (projets de recherche et contrats)

La plate-forme expérimentale PLER est divisée en deux parties.

Première partie

La première partie (Figure 1) est située sur le toit de l'UTC (bâtiment PG2). Elle se compose elle-même d'une partie puissance et d'une partie mesure.

La partie puissance comporte 16 panneaux photovoltaïques (PV), Solar-Fabrik SF 130/2-125, 125W sous STC, un aérogénérateur (Joliet Cyclone, 1kW sous un vent nominal de 9m/s) et un coffret de raccordement des PV permettant de coupler ces derniers de différentes manières.

La partie mesure (Figure 2) comporte un anémomètre, deux capteurs d'irradiation solaire (CIMA TECHNOLOGIE, CT-RM et SMA, SUNNY SENSORBOX) et deux sondes de température (CIMA TECHNOLOGIE, PT100).

Figure 1 : Première partie de PLER.
Figure 2 : Capteurs situes sur la première partie de PLER.

 

Ces deux capteurs d'irradiation solaire possèdent des caractéristiques totalement différentes. En effet, le premier est un pyranomètre (spectre large, temps de réponse petit, bonne précision et grande fréquence d'échantillonnage) et le second est un solarimètre. Le pyranomètre est donc plutôt utilisé pour produire des tests expérimentaux sur une échelle de temps de l'ordre de la journée. Le solarimètre est tout le temps connecté et permet de déterminer le gisement annuel sur plusieurs années. Les deux sondes de température permettent de mesurer la température de l'air ainsi que la température de cellules des PV.

Seconde partie

La seconde partie (Figure 3) est située deux étages plus bas (salle O114 au rez-de-chaussée du bâtiment PG2). Cette salle est décomposée en quatre postes de travail qui sont tous équipés d'un PC et d'un système temps réel dSPACE. Les systèmes dSPACE permettent de faire du contrôle commande en temps réel à l'aide de cartes DSP (Digital Signal Processor) hautes performances.

Figure 3 : Seconde partie de PLER.

Les quatre postes peuvent fonctionner individuellement mais sont parfois interconnectés, tout dépend des besoins et des validations expérimentales à mettre en place. Les postes de travail 1 et 2 sont respectivement un émulateur de système photovoltaïque et un émulateur d'aérogénérateur. Le poste 3 est essentiellement dédié au stockage électrochimique et électrostatique. Le poste 4 est utilisé pour faire de la validation globale du micro-réseau.

Pour finir, la plateforme possède également diverses résistances de puissance, inductances et autres capacités.

Description du Poste de travail n° 1

Le premier poste est constitué de :

  • un PV (Solar-Fabrik, SF 130/2-125)
  • 2 pyranomètres et 3 capteurs de température (CIMA TECHNOLOGIE, 6450 et PT100)

  • un PC et dSPACE1104

  • 42 halogènes (Leroy Merlin, 500W x 42)

Objectifs scientifiques

Les principaux objectifs scientifiques à atteindre à partir de ce poste sont de :

  • modéliser les PV pour différentes irradiations et température de cellule (avec ou sans ombrage),
  • tester et valider des algorithmes d'extraction du maximum de puissance des PV.

Description du Poste de travail n° 2

Le deuxième Poste de travail est constitué de :

  • un convertisseur statique à 4 bras (SEMIKRON, SKM100GB063D)
  • une carte conversion "resolver-incrémental" (COMPAUT, R-INC1024-G-B1)

  • un émulateur d'aérogénérateur (partie mécanique) qui est composé d'un variateur de vitesse industriel (Parker, C3S063V2F10), d'un servomoteur brushless (Parker, NX430EAJR7000) et d'un couplemètre (SCAIME, DR2513)

  • un PC et dSPACE1103

  • un aérogénérateur Parker, NX430EAJR7000 avec 6 phases sorties au lieu de 3

Objectifs scientifiques

Les principaux objectifs scientifiques à atteindre à partir de ce poste sont de :

  • tester et valider des commandes scalaires, vectorielles, avec ou sans capteur de position mécanique sur l'aérogénérateur,
  • tester et valider des algorithmes d'extraction du maximum de puissance sur l'aérogénérateur.

Description du Poste de travail n° 3

Le troisième poste de travail est constitué de :

  • un convertisseur statique à 4 bras (SEMIKRON, SKM100GB063D)
  • 8 éléments de stockage électrochimique acide-plomb gel (Sonnenschein, S12/130 A)

  • un PC et dSPACE1104

  • 4 supercondensateurs (Maxwell, BMOD0094 P075 B02)

  • un groupe électrogène SDMO 6kVA

Objectifs scientifiques

Les principaux objectifs scientifiques à atteindre à partir de ce poste sont de :

  • modéliser les systèmes de stockage électrochimique en vue de leurs commandes,
  • modéliser les systèmes de stockage électrostatique en vue de leurs commandes,
  • tester et valider des modèles numériques ou expérimentaux pour le groupe diesel,
  • tester et valider des algorithmes de commande permettant un démarrage de groupe diesel en combinaison avec des supercondensateurs (hybridation d'énergie).

Description du Poste de travail n° 4

Le quatrième poste est un banc de test du micro-réseau avec installation PV réelle, avec un émulateur PV. Il est constitué de :

  • un convertisseur statique à 12 bras (SEMIKRON, SKM100GB063D)
  • 2 alimentations continues de 3,3kW chacune (TDK-Lambda, GEN600-5.5 et GEN60-55)

  • 4 charges électroniques programmables à découpage de 2,6kW chacune (Chroma, 63201 et 63202)

  • une charge électronique programmable linéaire de 2kW (PUISSANCE+, PL-2000-A)

  • une charge électronique programmable linéaire de 3kW (PUISSANCE+, PL-3000-A)

  • 2 charges électroniques programmables linéaires de 6kW chacune (PUISSANCE+, PL-6000-A)

  • un amplificateur linéaire monophasé de 3kVA (PUISSANCE+, PA-3000-B)
  • un amplificateur linéaire triphasé de 3kVA (PUISSANCE+, PA-1000-AB x 3)
  • 8 éléments de stockage électrochimique acide-plomb gel (Sonnenschein, S12/130 A)

  • un PC et dSPACE1006

  • 12 éléments de stockage électrochimique acide-plomb liquide (CLASSIC SOLAR EXIDE, OPZS 2V-550Ah)

Chaque convertisseur statique est équipé de cartes électroniques. Il y a des cartes qui permettent l'interfaçage entre le système temps réel et les interrupteurs de puissances, des cartes pour mesurer les tensions et des cartes pour mesurer les courants. Toutes ces cartes ont été développées par notre mini-équipe au sein du Laboratoire de recherche AVENUES et réalisées par le service électronique de l'UTC.

Pour effectuer des relevés, des essais et des tests de mise au point, la plate-forme possède également les appareils électroniques suivants :

  • 2 systèmes d'acquisition hautes performances (YOKOGAWA, SL1000)
  • un oscilloscope couleur (Tektronix, TDS2024B)
  • un analyseur de puissance (FLUKE, 43B)
  • un multimètre digital (FLUKE, 8846A)
  • un multimètre portable (FLUKE, 87V)
  • un générateur de fonctions (CENTRAD, GF 266)
  • une double alimentation stabilisée (metrix, AX 502)
  • des sondes de tension (metrix, MX 9030)
  • des sondes de courant (CHAUVIN ARNOUX, E3N)

Objectifs scientifiques

Les principaux objectifs scientifiques à atteindre à partir de ce poste sont de :

  • tester et valider des modèles numériques ou expérimentaux,
  • tester et valider des algorithmes d'extraction du maximum de puissance des sources à énergies renouvelables,
  • tester et valider des algorithmes de commande complexes permettant de fonctionner en autonome et en injection réseau.

Contact

Directeur du laboratoire AVENUES
Manuela Sechilariu
Tél : 03 44 23 50 27 | Contacter par mail

Responsable plateforme PLER
Fabrice Locment
Tél : 03 44 23 49 22 | Contacter par mail

Pour aller plus loin