Électrification

MATLAB et Simulink pour les énergies renouvelables et le stockage d'énergie

Modéliser, analyser et concevoir des systèmes de contrôles pour les systèmes d'énergies renouvelables

énergies renouvelables

Les systèmes d'énergie renouvelable, tels que les parcs éoliens et solaires, évoluent rapidement et représentent une part toujours plus importante de la production totale d'électricité. L'apport variable d'électricité à partir de systèmes d'énergies renouvelables, ainsi que la nécessité d'équilibrer la production et la demande, complexifient le design et les tests des systèmes d'énergies renouvelables et de stockage.

Des ingénieurs utilisent MATLAB, Simulink, et Simscape pour modéliser l'architecture des systèmes d'énergies renouvelables, réaliser des études d'intégration à l'échelle du réseau, et développer des systèmes de contrôle pour les systèmes d'énergies renouvelables et de stockage d'énergie.

Un parc éolien, un parc solaire et un système de stockage d'énergie

Développer des architectures de parcs éoliens et solaires

Simulink et Power Systems Simulation Onramp proposent une bibliothèque de modèles de composants et de systèmes électriques prédéfinis et paramétrés pour vous permettre de développer rapidement des architectures de systèmes d'énergie renouvelable. Vous pouvez :

  • Modéliser des sources d'énergies renouvelables telles que des éoliennes et des panneaux photovoltaïques
  • Inclure dans votre design des composants de stockage d'énergie tels que des systèmes à hydrogène, des supercondensateurs et des batteries
  • Étudier l'état stationnaire et la réponse dynamique du système d'énergie renouvelable en effectuant des simulations sur PC
  • Explorer les configurations du système et trouver le design optimal pour la production et le stockage

« Une modélisation précise est essentielle non seulement pour planifier les investissements, mais aussi pour détecter les situations qui risquent de provoquer une panne. Grâce aux outils MathWorks, nous pouvons simuler des systèmes d'électronique de puissance, mécaniques et de contrôle dans un seul environnement, et nos modèles réagissent comme les éoliennes déployées sur le terrain. »

Richard Gagnon, Hydro-Québec

Exemples


Réaliser des études d'intégration à l'échelle du réseau

Avec Simscape Electrical, vous pouvez intégrer des modèles de systèmes d'énergies renouvelables à des modèles de réseau pour tester vos stratégies de gestion de l'énergie par rapport au réseau et assurer la conformité avec les différents codes de réseau. Vous pouvez :

  • Établir des scénarios opérationnels reproductibles dans différentes architectures de systèmes
  • Modéliser et exécuter plusieurs scénarios opérationnels en parallèle
  • Rejouer les données de terrain, telles que les tests d'échelons de tension ou les événements réseau, pour comparer le modèle aux mesures
  • Modifier la fidélité des modèles de simulation pour évaluer des scénarios sur différentes échelles de temps, de quelques millisecondes à plusieurs années
  • Évaluer la performance en tension et en fréquence par rapport aux codes de réseau, tels que IEEE 1547 et NERC PRC-024, pour les contrôles de conformité
Modèle Simulink d'un parc éolien dont la conformité est évaluée par rapport au code de réseau, produisant des caractéristiques de tension et de courant affichées à droite.

Exemples


Design de systèmes de contrôle pour les énergies renouvelables et les systèmes de stockage d'énergie

Simulink et Simscape vous permettent de concevoir des stratégies de contrôle pour la régulation de la tension et du courant, la stabilisation de la fréquence et le MPPT (Maximum Power Point Tracking), puis de tester ces contrôles pour les systèmes d'énergie renouvelable et leurs systèmes de stockage. Vous pouvez :

  • Simuler la réponse de la puissance active/réactive et implémenter des mécanismes de protection
  • Analyser les problèmes de qualité de l'énergie et les atténuer en utilisant des convertisseurs avec équilibrage de phase ou des filtres actifs
  • Identifier les erreurs de design au début du processus avec Simulink Design Verifier, créer des cas de test pour les contrôles avec Simulink Test et vérifier la couverture des tests avec Simulink Coverage
  • Générer un code C optimisé et sans défaut pour le contrôleur à partir des modèles Simulink.
  • Générer le code pour le système physique et effectuer des tests en temps réel sur l'algorithme de contrôle avec des tests HIL (Hardware-in-the-Loop) dans des conditions de fonctionnement normales et en cas de défaillance.

« Avec l'approche Model-Based Design, nous pouvons prototyper et tester une première version de notre algorithme bien plus rapidement que ne le permettent les méthodes traditionnelles. En seulement quelques heures, nous pouvons créer un prototype entièrement fonctionnel, qui demanderait plusieurs jours sans Simulink et la génération de code. »

Adile Ajaja, EVLO

Exemples