République Tunisienne Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

Dimanche 25 Octobre 2020

Groupes de recherche

KOURDA FeridChef du Structure de Recherche

QehnA : Power Quality Research with Power Electronics and Advanced Control

Objectifs :

1. Améliorer les performances quand les conditions et régimes de fonctionnement du système varient, conformément aux exigences de l’application

  • Développer des algorithmes de commande adaptés et s'auto-adaptant à des conditions sévères d'utilisation.
  • Développer des modèles intégrant des phénomènes complexes (vieillissement, dégradation, etc.) et synthèse d'algorithmes de commande en tenant compte (pour diminuer leur effet sur la durée de vie de l'élément et/ou du système).

2. Assurer une continuité de service quand un défaut affecte le système (défaut au niveau des capteurs, des convertisseurs statiques, des sources d'alimentation, des charges ou des éléments de stockage.

  • Développer des algorithmes de détection, isolation et localisation de défaut et reconfiguration de la commande et/ou de la topologie du système et de sa commande selon le défaut
  • Développer des algorithmes de reconfiguration permettant l'amélioration des performances en mode dégradé.

Champ applicatif

résidentiel et nano réseau résidentiel, Micro réseau, Convertisseurs Multiniveaux pour la génération renouvelable et la liaison HVDC

Outils

Développement d'émulateurs, démonstrateurs, simulateurs numériques



Opérations Recherche

Actions Recherche

Equipe

OR1.Reconfiguration du système de puissance et de la commande en vue d’une continuité de services en présence de défaut

AR1.1.Détection et isolation en temps réel de l’apparition de défaut, au niveau de Convertisseurs statiques Panneaux photovoltaïques Systèmes de stockage Micro réseau
AR1.2.Optimisation des performances en mode reconfiguré et durant le passage de mode
AR1.3.Développement de démonstrateurs

I.Slama-Belkhodja
N.Mrabet-Bellaaj
H.Ben Attia-Sethom
M.W.Naouar
A.Ben Abdelghani-Bennani
S.Khojet El Khil
S.Skander-Mustapha
M.Jebali-Ben Ghorbal
M.Bourogaoui
A.Ben Youssef

OR1.2Contrôle et Commande des réseaux électriques interconnectés

AR2.1.Optimisation de performances de convertisseurs statiques connectées au réseau ou alimentant des charges
AR2.1.2.Stratégies MLI et algorithmes de Commande et de gestion
AR2.1.3.Caractérisation des sources ( renouvelables, stockages, etc.) et des charges (résidentielles, etc.)
AR2.1.4.Gestion de la demande/réponse (résidentiel, micro réseau, etc.).
AR2.1.5.Adaptation des charges ( intégration de l'intelligence, adaptation a un micro réseau continue, etc.)

OR3.Développement de démonstrateurs

AR3.1.Emulateurs ( Réseaux, panneaux PV, Charges, turbine éolienne, PAC, batterie, etc.) AR3.2. Convertisseurs multiniveaux AR2.3.Banc d'essais pré-normatifs

Mots clés :

Commande tolérante aux défauts, Convertisseurs tolérants au défaut, Stratégies MLI, Algorithmes de commandes et de supervision, Emulateurs de puissance, Nano réseau résidentiel, Micro réseau intelligent AC et DC, démonstrateur

Membre(s) : SLAMA BELKHODJA Ilhemmail

Conception Systémique en Génie Electrique : CoSys

Objectifs :

Les systèmes énergétiques complexes, interdisciplinaires et multi domaines présentent de forts couplages entre différents domaines comme le domaine électrique, mécanique, chimique, hydraulique ou thermodynamique.
L’objectif des investigations est tout d’abord, partant d’un cahier des charges prédéfini, l’élaboration d’une méthodologie basée sur une «approche systémique» pour l’étude, l’analyse et la conception de tels systèmes, puis sa mise en œuvre pour des applications spécifiques. Toutes les étapes de la conception seront considérées, allant du dimensionnement global au prototype expérimental, en passant par la synthèse des algorithmes de commande et de supervision pour la gestion d’énergie
- Les systèmes à énergies renouvelables, de grande puissance sont investigués dans le cadre de systèmes éoliens à vitesse variable équipés d’une génératrice synchrone et de leur participation aux « services systèmes » du réseau. La faible puissance est investiguée dans le cadre des systèmes hybrides multi-sources avec leurs problématiques: disponibilité « capricieuse», rendement énergétique relativement bas.

La méthodologie développée devra amener à maximiser le transfert énergétique des sources de puissance par une optimisation de la gestion énergétique, à l’aide de contrôle efficace
Le domaine d’application de ces petits systèmes est très large, très diversifié et en pleine croissance, menant à une intégration à grande échelle d’utilisation pour une consommation en électricité ou sa transformation vers d’autres vecteurs énergétiques (pompage et/ou le traitement d’eau, production de l’hydrogène). Ce domaine d’application va ainsi de l’électrification rurale aux applications comme le pompage et le dessalement des eaux de mer.
De tels systèmes, permettant de décentraliser l’énergie en produisant des petites quantités par la micro-génération de façon localisée et proche des besoins.

Opérations Recherche

Actions Recherche

Equipe

OR1. Conception et mise en place de systèmes énergétiques à caractères renouvelables

OR2. Commande et gestion de l’énergie de systèmes de grande puissance pour une intégration optimisée au réseau électrique

J.Belhadj
O.Hasnaoui
M.Turki
M.Dali
M.Abbes
A.Ben Rhouma
M.Belouda

OR2Convertisseur HF

AR.2.1.Synthèse et le choix multicritères de lois de commande et de technologies d’une éolienne à attaque directe pour son intégration optimale au réseau et l’extension à un parc éolien
AR.2.2.Conception, commande et gestion énergétique d’une centrale photovoltaïque raccordé à un réseau électrique.

Mots clés : Systèmes multi-domaines fortement couplés, Conception par  l’analyse et la simulation, Conception par optimisation des systèmes hybrides,  Commande avec gestion énergétique, Systèmes éoliens et multi-sources, Systèmes multi-machines

Membre(s) : BELHADJ Jamelmail

ModCom : Modélisation et Communication

Objectifs :

Apporter des solutions a des problématiques industrielles de plus en plus complexes avec des exigences accrues que ce soit en modélisation ou en simulation ou en supervision. Plusieurs axes de recherches ont déjà été explorés dans ce cadre.

Modélisation:

Application de la modélisation d’ordre non entier aux machines électriques (asynchrone) pour la prise en compte des effets de fréquence visant une meilleure caractérisation des régimes transitoires, de la prédiction du couple en régime transitoire.
Modélisation des pistes électroniques (Une piste est une ligne de transmission modélisée par un circuit RLCG. R, L, G, C). Nous sommes en train de mettre au point des modèles de pistes avec microcoupures ou coupures totale ou coupure partielles ou piste avec débordement de cuivre. Ces activités rentrent dans le cadre d’une collaboration étroite avec un industriel qui vise un diagnostic précoce des défauts et une certaine fiabilité des cartes électroniques qu’il conçoit surtout pour certaines applications sensibles.

Simulation numérique temps réel:

De nos jours il est important en laboratoire de mettre au point des prototypes de commande numérique simulant avec suffisamment de précision des systèmes réels. Ceci permettra d’anticiper un certain nombre de problèmes de conception et de les corriger en phase de prototypage ce qui diminue énormément les coups de développement du produit. L’objectif recherché derrière cet axe est donc de définir une méthode de conception matérielle logicielle qui autorise dans un même environnement la modélisation, la spécification et l'implantation d'algorithmes de commande et leur reconfiguration en temps réel.

Gestion de l’énergie électrique : Suivi temps réel de la consommation: Les réseaux intelligents et micro réseaux qui se développent nécessitent une infrastructure moderne caractérisée par une bidirectionnalité en énergie et en communication, avec un étage de supervisions pour leur contrôle et gestion. En outre, afin de réduire le gap qui ne cesse de s’aggraver entre la production et la consommation en électricité, il est intéressant d’améliorer leur efficacité énergétique ainsi que de réfléchir à des lois d’optimisation de l’énergie. Mise en œuvre avec des Systèmes SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

Opérations Recherche

Actions Recherche

Equipe

OR1 Modélisation, Identification

AR1.1. Application de la modélisation d’ordre non entier AR1.2.Modèles d’une ligne R, L, G, G AR1.3. Identification des effets de fréquence

K.Jelassi
M.Ben Khader-Bouzid

OR2 Simulation temps réel

AR2.1. Développement d’approches méthodologiques et validation sur des cas d’études. AR2.2. Développement de benchmarks dans le domaine des systèmes d’énergie

K.Jelassi
L.Chraabi

OR3.3 Supervision

AR3.1 Suivi temps réel de la consommation énergétique ainsi que la commande des systèmes industriels avec Systèmes SCADA. AR3.2 Mise au point d’une solution de supervision (SCADA) basée sur serveur AR3.3 Développement d’un système expert d’aide à la décision (pour la gestion énergétique de systèmes électriques complexes (cas de micro réseau, atelier flexible de l’ENIT)

K.Jelassi
L.Chraabi

Mots clés : Système SCADA, Systèmes experts, Temps réel, Modélisation, identification, effets de fréquences, serveur OPC, dérivation d’ordre non entier, ligne RLCG

Membre(s) : JELASSI Khaledmail, IDKHAJINE L.

Power System Integration : PSI

Objectifs :

Les convertisseurs statiques sont utilisés dans des champs d’application de plus en plus étendus et doivent donc répondre à des cahiers des charges de plus en plus sévères. De ce fait, ils fonctionnent à des puissances de plus en plus importantes, véhiculent des fréquences de plus en plus élevées et continuent donc à être le siège de plusieurs évolutions technologiques et au cœur de la recherche scientifiques. Deux enjeux en découlent: d’un côté, les convertisseurs statiques sont des sources de perturbation, et d’un autre côté leurs poids et leurs volumes, et leur manque de modularité sont contraignants. Les recherches ont pour objectif de:

1. Utilisation des SiC pour leur intégration dans les onduleurs solaires

  • Réduire les systèmes de refroidissement, (Haute température) et optimiser la consommation des convertisseurs SiC.
  • Modélisation et caractérisation des systèmes de puissance intégrés en technologie SiC pour les applications à forte efficacité énergétique.

2. Optimiser la compacité des convertisseurs de puissance en réduisant la masse et le volume des composants magnétiques éléments.s

  • Développement de modèles des composants encore plus fins que ceux déjà établis pour une évaluation encore plus fine des pertes (par conduction et par commutation) et un dimensionnement plus fin des radiateurs
  • Développer des algorithmes de commande pour des convertisseurs de puissance haute et très haute fréquence (Convertisseur Fly-back Quasi-résonant en courant) pour la réduction de la taille, du poids et l'amélioration des performances

Champ applicatif

Chauffage par induction, soudure à arc, onduleur solaire

Opérations Recherche

Actions Recherche

Equipe

OR1 Etude des systèmes de puissance intégrés

OR1.Etude des composants de puissance à haut rendement : OR1.1.Développement de modèles des composants : modèles électriques, modèles à éléments finis…. OR1.2.Identification des paramètres technologiques et de conception des prototypes étudiés. OR1.3.Evaluation, test et validation des modèles proposés.

T. Ben Salah

OR2Convertisseur HF

OR2.1.Convertisseurs haute fréquence (HF) : Convertisseur Fly-back Quasi-résonant en courant : Four à induction pour le traitement de surfaces OR2.2. Convertisseurs très haute fréquence (THF) Intégration de composants magnétiques :

F.Kourda
H.Belloumi

Mots clés :

Intégration de puissance, optimisation du transfert d’énergie,  haute température, tension (HT2), HF, éléments finis, chauffage par induction

Membre(s) : KOURDA Feridmail

ResEl : ResEl

Objectifs :

A l’échelle mondiale, la libéralisation du marché d’électricité, l’accroissement des sources à base des énergies renouvelables ou non conventionnelles, et le développement accru des interconnexions ont contribué à la modification topologique et opérationnelle des réseaux électriques. A l’échelle nationale, le réseau tunisien commence à connaitre ces défis par une intégration accrue des énergies renouvelables qui devront passer aux environs de 30% vers 2030 ! En plus des interconnexions renforcées avec l’Algérie, une planification de connexion électrique sous marine avec l’Italie est engagée, et le problème d’interconnexion avec la Libye doit être résolues dans les meilleurs délais.
Dans ce contexte, une nouvelle gestion de ces réseaux doit en conséquence être appliquée :

  • De nouvelles conditions de raccordement des productions distribuées (grid codes) doivent émerger,
  • Un équilibrage entre la production et la demande (balancing power) doit être plus flexible en reposant sur des méthodes de prévision de la production énergétique (power forecast) plus précises et une planification des réseaux (grid planning) plus dynamiques.

Ces ensembles d’action permettent un meilleur contrôle de la puissance, de maintien de la fréquence et maintien du plan de tension, ainsi que la stabilité en cas d’intégration d’importante puissance à partir d’énergies renouvelables.
Les travaux entrepris dans le cadre de cette thématique vise en partie l’insertion économique et sécuritaire de la production des sources renouvelables dans le réseau.
Dans ce cadre de la gestion du réseau en différentes circonstances, le développement de modèles et de stratégies de contrôle (les réserves primaires, secondaires et tertiaires, le plan des protection, les plans de délestage…) surtout en mode dégradé (sous de grands défauts) présente comme objectif de notre étude la maîtrise de l’impact des incidents majeurs en vue de l’élaboration d’un plan de défense adéquat pour le réseau tunisien.
Actuellement, les interconnexions des réseaux électriques jouent de plus un rôle décisif dans leur flexibilité pour accepter des taux d’intégration d’énergies renouvelables de plus en plus important.
Vu les contraintes et les limites posées par les interconnexions HVAC (High Volage Alternating Current), les exploitants des réseaux utilisent de plus en plus le transport à travers des lignes à courants continu haute tension (HVDC). Les fonctionnalités de contrôle dont disposent les convertisseurs de ces liaisons font l’intérêt essentiel de ces liaisons. En outre, la technologie HVDC s’impose comme une solution de choix pour accroître les puissances transitées et fiabiliser l’intégration des énergies renouvelables à grande échelle.
Notre contribution dans le cadre de cet axe de recherches consiste en l’amélioration d’avantage de la commande et du contrôle de ces systèmes (HVDC) tenant compte des contraintes techniques du réseau (Stabilité, Flexibilité…).
Les autres types de problèmes posés dans la conduite des grands réseaux interconnectés, concernent aussi la modélisation et la coordination des contrôles et de la fiabilité.
Les travaux dans ce cadre visent la recherche de modèles appropriés, et de lois de commande optimales qui répondent à la fois aux exigences sécuritaires et contractuelles inter-réseaux. Le problème d'oscillations basse fréquence est traité par une analyse modale faisant ressortir les modes shapes et leur mécanisme d'excitation. Des approches d'optimisation des réglages fréquence-puissance sont aussi utilisées avec comme objectif l’amélioration de la sécurité dynamique en tenant compte des limites des infrastructures de transport.
Le champ d'investigation s’élargit également vers les méthodes de contrôle avancées pour une conduite optimale des grands réseaux interconnectés. Le savoir faire dans la conduite des grands réseaux est sûrement exploitable au sein de l’équipe RESE dans la gestion de micro-réseaux fonctionnant en isolés ou en connectés au réseau.

Opérations Recherche

Actions Recherche

Equipe

OR1.1Intégration de la Production décentralisée (PD) dans les réseaux électriques

AT1.1.1.Modélisation des fermes éoliennes ou PV *
AT1.1.2. Impact de la PD sur la stabilité statique et dynamique des réseaux
AT1.1.3. Participation aux services systèmes avec ou sans FACTS
AT1.1.4. Amélioration de la Qualité de l’énergie fournie
AT1.1.5. Développement de modèles de dispatching intégrant la PD

M.Elleuch
B.Rebhi
K.Ben Kilani
R.Ouini

OR1.2Contrôle et Commande des réseaux électriques interconnectés

AT1.2.1. Détection et contrôle des oscillations interzonales
AT1.2.2. Stratégies des réglages secondaires des grands systèmes électriques
AT1.2.3. Impact des interconnexions HVDC sur la stabilité des réseaux électriques.

Mots clés : Commande tolérante aux défauts, Convertisseurs tolérants au défaut, Stratégies MLI, Algorithmes de commandes et de supervision, Emulateurs de puissance, Nano réseau résidentiel, Micro réseau intelligent AC et DC, démonstrateur

ENIT - BP 37, 1002 Tunis Le Belvédère, Tunisie

Tél. : 71 874 700 - Fax : 71 872 729

Email : informatique@utm.rnu.tn