Stage – Etat de l’art des convertisseurs pour les Stations de Transfert d’Energie par Pompage (STEP) (F/H)

SuperGrid Institute

Stage
Publié il y a 2 mois

SuperGrid Institute regroupe 180 employés de 28 nationalités différentes dans un environnement dynamique à Lyon. En tant que centre de recherche et d’innovation indépendant, nous sommes spécialisés dans le développement des technologies pour le futur réseau de transport d’énergie, le « supergrid », y compris les technologies HVDC et MVDC.

Centre de recherche multidisciplinaire avec des capacités de simulation avancées et de multiples plateformes de test, dont de nombreux laboratoires associés, SuperGrid Institute utilise son expertise pour fournir un large éventail de services et de solutions pour aider ses clients à développer des systèmes électriques, leurs équipements et leurs composants. Nous sommes experts en architecture de réseau et travaillons à assurer la sécurité et la stabilité de celui-ci tout en permettant l’intégration de sources d’énergie renouvelables intermittentes. Pour plus d’infos, visitez notre site : www.supergrid-institute.com

Contexte général

« Les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP), ou « pumped storage power plants » (PSP) en anglais, sont un type particulier d’installations hydroélectriques. Composées de deux bassins situés à des altitudes différentes, elles permettent de stocker de l’énergie en pompant l’eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur lorsque la demande électrique est faible (et le prix de l’électricité peu élevé). Lorsque la demande électrique augmente (tout comme le prix de l’électricité), elles restituent de l’électricité sur le réseau en turbinant l’eau du bassin supérieur. Grâce à leur fonction de stockage, ces installations contribuent à maintenir l’équilibre entre production et consommation sur le réseau électrique, tout en limitant les coûts de production lors des pics de consommation. A l’heure actuelle, le transfert d’énergie par pompage hydraulique est la technique la plus mature de stockage stationnaire de l’énergie. » [1]

Dans un contexte d’intégration massive de moyen de production à base d’énergies renouvelables, ces installations sont appelées à jouer un rôle de plus en plus important dans la gestion du réseau. En effet, leur flexibilité (stockage / production) permet de résoudre le problème de l’intermittence des sources d’énergies renouvelables et de ne pas perdre cette énergie produite en absence de consommation.

Les STEP conventionnelles sont à vitesse fixe : elles permettent une variation de la puissance en turbinage mais pas en pompage. En conséquence, en pompage, elles ne peuvent pas être utilisées pour équilibrer la production et la consommation sur le réseau. C’est pourquoi il est intéressant de concevoir des STEP à vitesse variable en insérant un convertisseur entre le réseau et la machine tournante. Ce convertisseur permet en plus d’obtenir un meilleur rendement en pompage et une grande dynamique en régulation de la puissance [2].

Etant donné les puissances mis en œuvre et le calibre en courant nécessaire, le composant privilégié jusqu’à présent a été le thyristor utilisé dans une topologie appelée cyclo convertisseur. Ce convertisseur consomme intrinsèquement de la puissance réactive et une compensation de cette énergie doit être réalisée. Grâce à de nouveaux composants fort calibre comme l’IGCT ou l’IGBT press pack, des topologies dite VSC (onduleur en source de tension) deviennent possibles. Elles ont l’avantage sur le cyclo-convertisseur de contrôler leur puissance réactive, d’être plus flexible en cas de défaut du réseau et de permettre un démarrage de la machine depuis l’arrêt [3].

Références :

[1] :        https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/hydroelectricite-stations-de-transfert-d-energie-par-pompage-step

[2] :        https://www.researchgate.net/publication/329268493_CONVERTING_CONVENTIONAL_PUMPED-STORAGE_PLANTS_TO_VARIABLE_SPEED

[3] :        https://www.researchgate.net/publication/241162779_Next_generation_variable_speed_pump-storage_power_stations

Objectifs / Missions

L’objectif du stage est de réaliser un état de l’art des solutions de conversion d’énergie utilisée dans STEP à vitesse variable.

Intégré à l’équipe du programme POWER ELECTRONICS & CONVERTERS et avec un support du programme POWER STORAGE BALANCING, le stagiaire aura pour mission de :

  • Recenser et analyser les solutions de conversion d’énergie utilisée/utilisable dans les STEP à vitesse variable (article de revue et de conférence IEEE, documents constructeurs, brevets, etc…)
  • Identifier les acteurs majeurs, industriels et académiques
  • Détailler les avantages de la vitesse variable et indiquer les limites de la variation de puissance (y compris les contraintes hydrauliques)
  • Identifier les types de machines tournantes utilisées
  • Elaborer des critères de performances (KPI) permettant de comparer entre elles les topologies
  • Déterminer les services réseaux auxquels les STEP à vitesse variable peuvent participer
  • Chercher les spécifications que doivent respecter ces convertisseurs
  • Lister et expliquer les types de défauts à considérer
  • Proposer et mettre en place une démarche pour connaître l’environnement du sujet (suivi des acteurs majeurs, informations sur les projets passés/en cours/à venir, tendances du marché)
  • Présenter les projets de recherche européens sur le sujet (passés/ présents / en cours de montage)
  • Mettre en place une activité de veille sur le sujet (alerte IEEE, flux d’informations, alerte brevets)
  • En fonction de l’avancement, modélisation du convertisseur et de la machine tournante sous Simulink

Profil du candidat

Master ou école d’ingénieur en dernière année.

L’étudiant(e) doit avoir de solides connaissances en génie électrique, conversion de puissance et machine tournantes, la modélisation et le contrôle. Il/elle doit être curieux, autonome, rigoureux, force de proposition et avoir l’esprit analytique. La maîtrise de l’anglais est indispensable.

Autres informations

Pour postuler, merci d’envoyer un CV, lettre de motivation ainsi que la copie de vos derniers bulletins à l’adresse suivante : internship@supergrid-institute.com.

Chez SuperGrid Institute, nous respectons et valorisons la diversité de nos collaborateurs, leurs parcours et leurs expériences dans un objectif d’égalité des chances pour tous. La diversité est au cœur de notre fonctionnement et nous nous engageons à proscrire toute discrimination de notre gestion des ressources humaines. SuperGrid Institute rend accessible l’ensemble de ses postes aux personnes en situation de handicap.

Caractéristiques de l'emploi

Catégorie emploiInternship
Contract TypeStage
Duration6 mois
Start DateSeptembre 2020

Postuler en ligne

Un email valide est requis.
Un numéro de téléphone valide est requis.

By submitting this form, you agree that your information may be treated by SuperGrid Institute for the management of job applications. For more information about the management of your personal data and to exercise your rights (correction, deletion etc.), please refer to the terms of use.