Probablement le seul émulateur matériel d’un système d’énergie électrique existant actuellement

Ses recherches se concentrent notamment sur la dynamique de réseau et l’intégration optimale de sources d’énergie renouvelables décentralisées et des systèmes de stockage dans les réseaux d’énergie électrique. Auparavant, il a occupé pendant plus de dix ans le poste de chercheur principal dans le domaine de l’automatisme, au sein du centre de recherche de la société ABB Schweiz AG. Depuis cette période, le professeur Korba travaille avec les systèmes Lucas-Nülle. Nous avons voulu savoir comment les systèmes de Lucas-Nülle contribuent exactement à ses recherches.

Monsieur le Professeur Korba, votre groupe de recherche « Technique d’énergie électrique et réseaux intelligents » consacre ses recherches à la question de savoir comment les futurs systèmes d’énergie électrique peuvent être exploités de manière stable. Quels sont, selon vous, les principaux défis à relever dans ce domaine ?

Korba: de plus en plus de sources d’énergie renouvelables sont intégrées dans le réseau électrique existant. Contrairement aux sources conventionnelles à masses tournantes, celles-ci sont reliées au système par une électronique de puissance rapide et ne possèdent donc plus, notamment, d’inertie inhérente qui permettrait de stocker de l’énergie pendant un court laps de temps. Cela aura un impact négatif sur le « taux de changement de fréquence » (ROCOF) et la stabilité dynamique du système. Dans la pratique, cela signifie que les oscillations de puissance sont plus fréquentes et que leur amortissement est de moins bonne qualité.

Dans le cadre de vos recherches, vous utilisez également le système Smart Grid de Lucas-Nülle. Com - ment avez-vous eu connaissance de l’existence de ce système et quel bénéfice en retirez-vous dans votre travail ?

Korba: lorsque j’ai commencé, il y 8 ans, mon travail de professeur au bout de quelque 15 années passées chez ABB Schweiz AG, l’une des tâches qui m’a été dévolue a consisté à mettre en place les cours et le laboratoire. Pour mon nouveau laboratoire, je voulais utiliser uniquement les meilleurs appareils et installations mais aussi les technologies les plus récentes. C’est ainsi que je suis tombé sur la société Technolab qui représente Luca-Nülle en Suisse. Je n’ai pas regretté ma décision jusqu’à ce jour. Avec mon équipe scientifique, j’ai continué à développer le système de LN, en y ajoutant de nouveaux composants et celui-ci est à présent utilisé de manière intensive tant dans le cadre de nos projets de recherche que dans celui de l’enseignement.

À quoi ressemble l’intégration technique des systèmes dans les laboratoires ?

Korba: nous avons notamment construit le système dit « de Kundurs » à l’aide de composants LN et ABB. Dans ce système, nous pouvons reproduire, par exemple sur du matériel de laboratoire, des oscillations de puissance similaires à celles du système électrique européen. Grâce aux PMU (unités de mesure de vecteur de phase) intégrées, nous pouvons en outre les surveiller, les analyser et les afficher graphiquement en temps réel. Nous avons également intégré un système de régulation à longue portée basé sur les PMU, qui améliore considérablement l’amortissement de ces oscillations. Dans un avenir proche, nous prévoyons de compléter ce matériel, qui se compose actuellement de 4 générateurs synchrones LN, par un « jumeau numérique », sur lequel fonctionne le modèle dynamique de l’ensemble du système énergétique européen. Cela permettra d’enrichir davantage encore la dynamique du système énergétique émulé en termes de technologie logicielle et de le reproduire de manière plus réaliste.

Ces systèmes ont notamment servi d’outils pour deux projets de recher - che présentés récemment. Quels résultats ces projets ont-ils obtenus et comment les systèmes y ont-ils contribué ?

Korba: nous sommes capables d’intégrer en laboratoire du matériel réel et des produits existants sur le marché et nous pouvons également développer et évaluer de nouveaux algorithmes et de nouvelles fonctionnalités. Nous avons par exemple connecté des systèmes d’excitation et des PMU d’ABB et de National Instruments à des générateurs synchrones de LN, avons placé en oscillation l’ensemble du système grâce à des scénarios sélectionnés, ce qui correspond à une oscillation de puissance typique du réseau européen, et une nouvelle solution développée par nos soins nous a permis de stabiliser à nouveau le système. Cette nouvelle solution, qui n’existe pas encore sur le marché, a été spécialement développée et mise en œuvre par nos soins.

Quelles sont les réactions générales des étudiants et des scientifiques tirées des travaux réalisés sur les systèmes ?

Korba : le système est beaucoup utilisé par les étudiants et les scientifiques. La configuration mentionnée en dernier lieu est unique et il s’agit probablement du seul émulateur matériel d’un système d’énergie électrique qui perrmet de démontrer les oscillations de puissance électromécaniques en laboratoire. Cette application pratique des connaissances théoriques acquises pendant les études est très appréciée par les étudiants.