Electrical Power Systems: Advanced Topics

5 crédits

30.0 h + 15.0 h

Enseignants

De Jaeger Emmanuel;

Langue
d'enseignement

Anglais

Thèmes abordés

Modélisation dynamique, la régulation et le comportement transitoire des systèmes électriques, notamment en présence significative d'unités de production d'électricité d'origine renouvelable (éolienne, photovoltaïque ou autres)
Applications de l'électronique de puissance à la gestion de l'énergie électrique et des réseaux en particulier (réseaux de transport : Flexible AC Transmission Systems (FACTS), liaisons à courant continu (HVDC); réseaux de distribution (D-FACTS, filtres actifs)
Smart Grids :gestion active de la demande, stockage d'énergie, gestion de l'intégration massive de la production décentralisée dans les réseaux de distribution, évolution de la notion de service système, micro-réseaux, monitoring et automatisation des réseaux

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil électricien », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

AA1.1, AA1.2, AA1.3
AA3.1, AA3.3
AA5.6
AA6.1

Plus précisément, au terme du cours, l'étudiant sera capable de :

Modéliser les systèmes d'énergie électrique et en étudier le comportement dynamique, notamment avec l'aide d'outils logiciels spécialisés
Expliquer les caractéristiques, fonctionnalités électriques et modèles dynamiques des génératrices d'électricité d'origine renouvelable
Expliquer les caractéristiques, fonctionnalités et modèles des systèmes électroniques de puissance utilisés pour la gestion des réseaux de transport et distribution d'énergie électrique
Comprendre les enjeux techniques pour les systèmes électriques de puissance ainsi qu'anticiper et résoudre les défis liés à l'augmentation de la production d'électricité au départ de sources d'énergie renouvelable.

Acquis d'apprentissage transversaux :

Utiliser de manière critique des outils logiciels professionnels spécialisés (logiciels « commerciaux »)
Aborder le questionnement de l'évolution du paysage énergétique, en particulier la place des énergies renouvelables et les nouveaux défis liés à ces dernières (à relever par les différents acteurs présents dans les systèmes d'énergie électrique.)

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Contenu

Généralités, rappel de notions fondamentales en réseaux d'énergie électrique
Modélisation dynamique des systèmes:

Machines synchrones (modèle de Park, modèles simplifiés, paramètres caractéristiques)
Génératrices éoliennes (machines asynchrones à cage, machines asynchrones à double alimentation, machines synchrones à aimants permanents et convertisseurs électroniques de puissance associés)
Systèmes photovoltaïques
Convertisseurs électroniques de puissance utilisés dans la gestion technique et l'exploitation les réseaux d'énergie : liaisons HVDC, FACTS
Autres éléments constitutifs des réseaux et charges
Systèmes de stockage d'énergie

Introduction aux notions de stabilité
Introduction et utilisation d'outils logiciels spécialisés pour l'analyse du comportement dynamique des systèmes électriques
Smart Grids : questions actuelles (gestion technique des réseaux (congestions, stabilité, plans de tension...), services système, rôle du stockage d'énergie etc.)

Méthodes d'enseignement

Exposés magistraux visant à l'introduction des concepts théoriques fondamentaux et de considérations contextuelles
Exercice de type long (projet) : résolution d'un problème particulier avec l'aide d'outils logiciels dédiés. Forum de discussion sur le fond, les questions pratiques concernant l'utilisation des outils logiciels et les résultats obtenus. Séances de consultance (encadrement).

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Les étudiants sont évalués au cours d'un examen oral, pour lequel ils peuvent disposer des supports de cours et de leurs notes personnelles.
La note de l'examen intervient pour 50% de la note finale.
La note d'un exercice de type long (type projet) réalisé au cours du quadrimestre intervient pour 50% de la note finale.

Autres infos

Il est recommandé d'avoir suivi au préalable le cours LELEC2520 ou équivalent.
Selon les opportunités et disponibilités pratiques, le cours peut être complété par une visite technique et/ou des séminaires donnés par des experts issus du monde industriel

Ressources
en ligne

Moodle
http://moodleucl.uclouvain.be/course/view.php?id=5473

Bibliographie