IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN M. OUKILI*, S. ZOUGGAR*, F. VALLEE**, M. SEDDIK*, T. OUCHBEL* * Laboratoire de Génie Électrique et Maintenance (LGEM) École Supérieur de Technologie – Université Mohammed 1er Oujda. E-mail : Oukili2@gmail.com En collaboration avec ** Le service de Génie Électrique de la faculté polytechnique de Mons - Belgique UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN Plan Introduction Distribution probabiliste de la vitesse du vent dans les différents parcs éoliens Validation de la méthode de la génération de la vitesse du vent Puissance éolienne globale produite par les parcs éoliens Conception de l’évolution de la charge Calcul des indices de fiabilité par la simulation de MONTE CARLO Conclusion & Perspectives UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN 1. Introduction :   Problématique : L’introduction d’énergie éolienne dans un réseau électrique peut avoir de nombreux effets néfastes sur le fonctionnement du système et la qualité de la puissance produite. Notre objectif : Étudier l’effet de l’intégration de cette énergie comme étant une énergie qui provient d’une source à disponibilité aléatoire sur la fiabilité du réseau électrique marocain dans le niveau 1 (HL1) (la production en relation directe avec la charge, sans aborder les problèmes posés par le transport et la distribution). UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN 2. La distribution de la vitesse de la vitesse du vent mesurée par le CDER : Histogramme mesuré et la courbe de weibull pour TETOUAN (k=2.6 ; c=11.36 m/s) et TANGER (k=2.11 ; c=10.51 m/s) et ESSAOUIRA (k=2.92 ; c=10.11 m/s) UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN 3. Validation de la méthode de la génération de la vitesse du vent : la méthode utilisée est divisée en deux parties essentielles : Premièrement, on tire un nombre aléatoire uniformément distribué sur l’intervalle [0 ,1]. Deuxièmement, on applique ce nombre dans la fonction inverse de la fonction de répartition P de la loi de weibull : La fonction de répartition L’inverse de la fonction de répartition UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN La fonction de répartition qui caractérise la distribution de la vitesse du vent dans les trois régions : TETOUAN, TANGER et ESSAOUIRA UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

On constate clairement que l’histogramme générée suit de IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN La validation de la méthode de la génération de la vitesse du vent pour TETOUAN et TANGER et ESSAOUIRA On constate clairement que l’histogramme générée suit de façons approché l’histogramme mesuré par CDER UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN Les résultats concernant les histogrammes calculés sont obtenu en considérant que les vitesses Vi<V<Vi+1 ont la même probabilité d’existence c’est à dire : Avec : Ni est le nombres des vitesses de vent compris entre Vi et Vi+1. Pi est la probabilité d’existence. UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN la distribution de la vitesse du vent générée pour  TETOUAN, TANGER et ESSAOUIRA Cette distribution du vent est utilisé pour calculer la puissance électrique produite par les parcs éoliens. UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN 4. La puissance éolienne globale produite : PG=84*Pa+165*Pt+71*Ps Ce résultat montre clairement le caractère fluctuante de la puissance Électrique générée par les parcs installés. UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN 5. Conception de l’évolution de la charge ( la puissance demandée ) Dans ce contexte nous avons opté à introduire une loi uniforme à l’évolution de la charge, les étapes à suivre sont : Le tirage d’un nombre aléatoire X uniformément distribué dans l’intervalle [0,1]. L’application de ce tirage du nombre aléatoire X dans la fonction de la loi uniforme entre deux valeurs : la charge de base et de la pointe (la valeur maximale). Cette loi est donnée par la relation suivante : Avec : a : la valeur minimale de la charge qui vaut 2150 MW b : la pointe maximale de la charge qui vaut 4300 MW UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN La figure ci-dessus représente l’évolution de la puissance demandé au cours du temps, sachant que dans cette étude nous n’avons pas pris en compte l’alternance jours/nuit et l’alternance des saisons. UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN 6. Calcul des indices de fiabilité par la simulation de MONTE CARLO Les indices de fiabilité sont définis par les relations suivantes : La probabilité de l’état sain La probabilité de l’état marginal La probabilité de l’état à risque Avec : n(H) : le nombres des états sain. n(M) : le nombre des états marginal. n(R) : le nombres des états à risque. UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN La simulation de MONTE CARLO non séquentielle : La méthode consiste à tirer un nombre aléatoire u uniformément distribués dans l’intervalle [0,1] pour déterminer l’état de fonctionnement de l’unité de production. La procédure est la suivante : Si u>FOR, l’unité de production et considéré en marche. 2. Si u≤FOR, l’unité de production et considéré en panne . UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN Les résultats de simulation : Les indices de fiabilité pour une intégration de 4% et 14% de l’énergie de type éolienne dans le réseau électrique pour une puissance installée PI= 5428 MW et une charge varie de Cmin=2150 MW à Cmax= 4300 MW, sont donnée dans le tableau ci-dessus : les indice de fiabilité Sans énergie éolienne Avec énergie éolienne Cmax/PI = 79.2 % Cmin/PI = 39.6 % - 4% - 14% 4% 14% P(H) 0.7464 0.5148 0.9977 0.9718 P(M) 0.2474 0.4691 0.0014 0.0274 P(R) 0.0061 0.0161 0.0008 UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010

UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010 IMPACT DE L’ENERGIE D’ORIGINE EOLIENNE SUR LA FIABILITE DU RESEAU ELECTRIQUE MAROCAIN 7. Conclusion & Perspectives En comparant les résultats de simulations dans le cas de non disponibilité de l’énergie éolienne et avec 4 % de l’énergie éolienne, nous constatons que l’ajout de l’énergie éolienne a diminuer le risque de ne pas couvrir la charge. Cependant, lorsque le pourcentage de l’énergie éolienne augmente dans le système de production en gardant les mêmes conditions de la charge, le risque de ne pas couvrir la charge augmente. La production éolienne ne peut pas remplacer la production classique, mais elle peut renforcer la production énergétique au Maroc. Comme perspectives, en premier temps nous allons varier l’évolution de la charge, et on va montrer l’effet de cette variation sur les indices de fiabilité. Deuxièmement nous allons remplacer la même puissance éolienne installée par une puissance d’origine classique avec un FOR bien déterminé pour montrer son effet sur la fiabilité du réseau. UMP-CUD : oujda le jeudi 18 mars 2010