| Libellé du cours : | Smart Grid |
|---|---|
| Département d'enseignement : | EEA / Electronique Electrotechnique Automatique |
| Responsable d'enseignement : | Monsieur BRUNO FRANCOIS |
| Langue d'enseignement : | Français |
| Ects potentiels : | 4 |
| Grille des résultats : | Grade de A+ à R |
| Code et libellé (hp) : | G1G2_ED_EEA_SGR - Smart Grid |
Equipe pédagogique
Enseignants : Monsieur BRUNO FRANCOIS / Monsieur FERREOL BINOT / Monsieur XAVIER GUILLAUD / Monsieur YAHYA LAMRANI
Intervenants extérieurs (entreprise, recherche, enseignement secondaire) : divers enseignants vacataires
Résumé
Smart grids are a new way of designing and managing electrical power electrical networks and power systems. They are essential for increasing the share of renewable energy sources and developping electrical vehicles while enhancing the effectiveness, reliability and security of the distribution of electricity. The smart grids studies aim towards systemic thinking in combination with new available technologies and new offered services. Smart grids constitute a confluence of, on the one hand, the need to improve the integration of Distributed Generation (DG), especially the different sources of renewable energy for electricity production, and, on the other, the potential applications of new technologies for the advanced control of electrical networks. Identified and studied key technologies are: - Advanced algorithms for energy management system and decision based support., - Storage systems, - Demand response, - Power electronic converters based energy production units. These technologies give new means for increasing the flexibility of the energy management. The intelligence is arising from their use by new algorithms for optimizing the production, distribution and consumption of electricity, in order to obtain a better local balance between new means of electricity supply and new energy demand (electric vehicle charging, …). Les entreprises du secteur et les compétences recherchées : https://www.thinksmartgrids.fr/annuaire Le contexte socio économique des SmartGrids : http://www.smartgrids-cre.fr/index.php?p=definition-smart-grids
Objectifs pédagogiques
À l’issue du cours, l’élève sera capable de : - Comprendre les besoins en terme de distribution de l’électricité ; - Identifier et comprendre les interactions énergétiques entre les consommateurs d’électricité, les producteurs et le fonctionnement d’un réseau électrique ; - Comprendre les problèmes de performance et les contraintes techniques des réseaux d’alimentation d’électricité ; - Comprendre l’organisation en couches de la gestion d’un réseau électrique et les bénéfices d’un tel découpage ; - Dimensionner des capacités de transfert de lignes, des équipements de réseaux (transformateurs, …) en utilisant des modèles mathématiques ; - Appréhender et manipuler des solutions de développement évoluées de gestion des réseaux électriques : stockage énergétique, gestion de la demande, électronique de puissance pour le contrôle, analyse des données énergétiques ; - Connaitre les solutions et bonnes pratiques d’industrialisation de contrôle intelligent des réseaux. Contribution du cours au référentiel de compétences ; à l’issue du cours, l’étudiant aura progressé dans : - Capacité à identifier les interactions entre éléments (2.4). - Capacité à comprendre et formuler le problème (hypothèses, ordres de grandeur, etc...) (2.1) - Capacité à analyser de l'information avec logique et méthode - Capacité à reconnaître les éléments spécifiques d'un problème - Capacité à approfondir rapidement un domaine (3.2). - Capacité à élargir à d'autres usages un outil ou un concept (1.2).
Objectifs de développement durable
Modalités de contrôle de connaissance
Contrôle Continu
Commentaires: Le travail en TEA réalisé en continu pendant le déroulement de l'Unité sera évalué.
Une partie des heures de TEA est consacrée à une activité de type "Bureau d'Etude".
+ 1 contrôle Bloqué
Ressources en ligne
- Ressources et liens pour les travaux des plages de TEA - QCM auto formatifs - Tutoriel Logiciels - Documents pour la préparation des TP - Anciens sujets de DS (controle bloqué)
Pédagogie
Les documents sont majoritairement en anglais. Une partie des enseignement pourra être réalisée en anglais, l'objectif étant de l'enseigner entièrement en anglais. La promotion complète participera aux conférences (1 seul groupe). Trois groupes d'élèves seront constitués pour les séminaires. Quatre groupes d'élèves seront constitués pour les TP. Un mini projet de 24h TEA concernant une technologie "Smart Grid" sera réalisé. Selon la disponibilité des industriels, 2 conférences auront lieu pour présenter les différents métiers de la distribution électriques et quelques projets "démonstrateur" dans le domaine des réseaux intelligents.
Séquencement / modalités d'apprentissage
| Nombre d'heures en CM (Cours Magistraux) : | 10 |
|---|---|
| Nombre d'heures en TD (Travaux Dirigés) : | 24 |
| Nombre d'heures en TP (Travaux Pratiques) : | 0 |
| Nombre d'heures en Séminaire : | 0 |
| Nombre d'heures en Demi-séminaire : | 0 |
| Nombre d'heures élèves en TEA (Travail En Autonomie) : | 24 |
| Nombre d'heures élèves en TNE (Travail Non Encadré) : | 0 |
| Nombre d'heures en CB (Contrôle Bloqué) : | 0 |
| Nombre d'heures élèves en PER (Travail PERsonnel) : | 0 |
| Nombre d'heures en Heures Projets : | 0 |
Pré-requis
Les élèves ayant suivis les électifs : Énergie électrique et renouvelable (EER), Mobilité Electrique (MEL), Électricité pour l’habitat durable (EHD) pourront mettre à profit leurs compétences et connaissances acquises.
Nombre maximum d'inscrits
64
Remarques
Content : This Unit contains five parts 1) Actual distribution scheme of electricity to consumer (8hTEP) a) Global energy resources, technologies and Comparative Energy Systems This lecture provides a short general overview of various energy systems on a global scale as well as a comparison of energy consumption in correlation to GDP, industry, and recent growth.) b)Today's Electric Power System This lecture focuses on electric power systems, grid architecture, and transmission systems. Baseload units and peaking units are compared, as are various market models, and state and federal regulations) The aim of this course is to provide the student with the fundamental foundations on power systems that allow him to tackle more advanced concepts. Topics of seminars : Basics of electrical circuits, power grids, AC/DC networks, phasors, modelling of electrical lines TEA : Power vs. energy, units, physical quantities and energy conversion, work 2) Sizing and Operation Control of Distribution Electrical Networks (20hTEP) The aim of this course is to develop an understanding of the principles and main methodologies behind the sizing and operation of distribution networks, understand how distributed energy resources affect these activities, and comprehend what technical solutions distribution grid operators need to deploy in order to address the new challenges of the Smart Grid. Topics of seminars : line capacities, rated current, voltage drops, overvoltage, voltage regulation, three phase transformers, Tap transformers. TEA : Studies on practical cases 3) New challenges of electrical systems for energy transition (10hTEP) a) Introduction to climate change and decarbonization b) Renewables in the energy mix introduction to intermittence Sustainability - Are renewables always sustainable? Scheduling of the renewable energy c) Large scale integration of renewable energy sources and arising problems 4) What are smart grids and what are they supposed to do ? (14hTEP) a) Introduction to climate change and decarbonization b) Tomorrow’s Electric Power System This lecture focuses on future challenges that await grid technology on the policy, economic, and technological fronts. R&D and dynamic pricing are offered as avenues toward solutions, though the primary issues still rests in policy and regulation. c) Smart Grid Technology Overview for Energy transition This course will provide a broad overview of all components and technologies associated with, and connected to, the new Smart Grid. The specific knowledge to be covered are: • Power electronics based energy production units, such as small wind and solar power plants, that can participate to the electrical system management (voltage/frequency control). Participation of Variable renewable to electrical system management. Integrating Renewable Generation into Grid Operations • Advanced algorithms for energy management system and decision based support. Continuous measurements in the network provide detailed information about the use of electricity, i.e., when and where electricity is used. This new and available data based knowledge is used to design more efficient algorithms for operation and plannning power systems. I&T. Big data. • Demand response. A significant part of loads can be controlled as necessary. The aim is to level out peak loads by shifting network load or, for example (by switching off the heating of a single-family house for one hour during a peak load). • Storage systems for providing network services (as example : levelling out peak loads, batteries are charged during off-peak times and during peak loads they supply electricity to the network).