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Cogénération & fonctionnement en ilotage

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Que prévoir dans votre cogénération pour permettre
à votre entreprise de tourner au ralenti en cas de
rupture d’approvisionnement ? Le fonctionnement en ilotage expliqué lors d’un séminaire de la région Wallonne fin 2015.

Publicada em: Engenharia
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Cogénération & fonctionnement en ilotage

  1. 1. Que prévoir dans votre cogénération pour permettre à votre entreprise de tourner au ralenti en cas de rupture d’approvisionnement ? Farinotti Sébastien
  2. 2. Notre societé • Existe depuis 20 ans • Deux spécialités: – Alimentation électrique sans interruption (ASI / UPS) – Production d’énergie décentralisée (cogénération) • Intégrateur : – Indépendant de la marque (Caterpillar, Jenbacher, MAN, MWM, Cummins, …) – Ingénierie – Réalisation clefs en mains / Maître d’Ouvrage délégué – Maintenance
  3. 3. Cogénération classique
  4. 4. Principe intégration classique • Cogénération utilise le réseau comme référence (tension, fréquence et vecteur) – Qualité de la tension est déterminée par le réseau • Gestion de la cogénération se fait sur la consommation de chaleur – Dimensionnement – Optimalisation du rendement • Les auxiliaires (2 à 4%) sont alimentés par le réseau • Augmentation de puissance contrôlée et le réseau fourni le reste
  5. 5. Connection électrique - Conformité “synergrid” - Relais de découplage - Relais de synchronisation - Ucc, X’d - Armoire télé-contrôle - Exigences des gestionnaires réseau Etude du gestionnaire réseau - Compteur 4 quadrants vs Relais « 0 Watt » - Contrat de fourniture Cogénération
  6. 6. Connection hydraulique Générateur Moteur gaz Récupération échappement Refroidissement moteur (HT) Refroidissement mélange Air / Gaz (BT)
  7. 7. Groupe de secours diesel vs Cogénération au gaz
  8. 8. Moteur diesel
  9. 9. Moteur diesel
  10. 10. Moteur diesel
  11. 11. Moteur gaz
  12. 12. Moteur gaz
  13. 13. Moteur gaz
  14. 14. Moteur gaz
  15. 15. Moteur gaz
  16. 16. Temps de synchronisation
  17. 17. Comment augmenter la réactivité d’une cogénération ? • Taille, performance et concept des turbos • Injection directe de gaz
  18. 18. Fonctionnement en ilotage?
  19. 19. Principe intégration en ilotage • Cogénération n’a pas de référence et essaie de maintenir sa fréquence et tension constante – Qualité de la tension est déterminée par la cogénération • Gestion de la cogénération se fait sur base de la consommation électrique – Courbe de charge et décharge • Les auxiliaires (2 à 4%) sont alimentés par un UPS ou groupe de secours pendant le démarrage • La cogénération est soumise à toute modification de la charge
  20. 20. Charge de la cogénération fct concept 0 5 10 15 20 25 30 0 10 20 25 30 40 45 50 60 65 70 80 90 100 Courbe de charge de cogénération en mode ilotage CG 170 CG 170 (K) JMS 412 Variation de la charge (%) Charge (%)
  21. 21. Stabilité CG32 - Diesel - 1250kVA/1000kWe CG 170 CG 170 (K)
  22. 22. Charges • La qualité de tension par type de charge autre courbe de charge
  23. 23. Robustesse vs Rendement CG 32 CG 170 CG 170 (K) Combustible Diesel Gaz Gaz Robustesse ++ - + Rendement électrique 39,8 % 42,8 % 40,4 % Robustesse influence négativement le rendement
  24. 24. Fonctionnement sans réseau ? • Fonctionnement sans interruption : – Disparition réseau – Reprise de la charge sans coupure • Fonctionnement ilotage : – Pas de réseau – Démarrage cogénération (black-start) • Fonctionnement “aide secours” : – Disparition réseau – Arrêt cogénération / Coupure courant – Démarrage groupe – Synchronisation cogen sur les groupes
  25. 25. Investissement nécessaire • Refroidissement : – Buffering – Aéroréfrigérant (HT et BT) – Bypass des échangeurs échappement • Alimentation des auxiliaires : – 2% à 4% de la puissance cogen – Système UPS – Groupe pour l’alimentation des auxiliaires • Charge : – Système automatisé de gestion de la charge de la cogénération – Sélection des charges en fonction de la qualité de tension requise
  26. 26. Motivation du fonctionnement ilotage? • Avoir un certain confort en cas de coupure réseau sur le réseau Normal • Etre indépendant de fournisseur d’électricité – Quid indépendance fournisseur gaz? – Quid rupture fourniture gaz? • Réseau instable ou inexistant Analyse financière : Investissement vs économie
  27. 27. Le projet chez VITO • Cogénération Jenbacher 812 kWe • Auxillaires : • Fonctionnement : 8000 h / an • Chaleur : – Chauffage du réseau chaleur en série avec les chaudières – Aéroréfrigérant pour le mode secours (BT et HT)
  28. 28. P&ID – VITO Refroidissement Haute Température Refroidissement Basse Température Moteur cogénération
  29. 29. Synchronisation doublée - VITO
  30. 30. Ilotage G 1. Cogénération en parallèle Boucle
  31. 31. G 1. Cogénération en parallèle 2. Défaut réseau Boucle Ilotage
  32. 32. G 1. Cogénération en parallèle 2. Défaut réseau 3. Disjoncteur réseau ouvert Boucle Ilotage
  33. 33. G 1. Cogénération en parallèle 2. Défaut réseau 3. Disjoncteur réseau ouvert 4. a) Variation charge faible → Ilotage Boucle Ilotage
  34. 34. G 1. Cogénération en parallèle 2. Défaut réseau 3. Disjoncteur réseau ouvert 4. a) Variation charge faible → Ilotage b) Variation charge forte → Arrêt Boucle Ilotage
  35. 35. Fonctionnement ilotage : VITO Pe
  36. 36. G 1. Cogen arrêtée mais prête Lus Secours
  37. 37. G 1. Cogen arrêtée mais prête 2. Défaut réseau détecté Boucle SecoursSecours
  38. 38. G 1. Cogen arrêtée mais prête 2. Défaut réseau détecté 3. Disjoncteur réseau ouvert Boucle Secours
  39. 39. G 1. Cogen arrêtée mais prête 2. Défaut réseau détecté 3. Disjoncteur réseau ouvert 4. Moteur démarre 5. Pas d’excitation générateur Boucle Secours
  40. 40. G 1. Cogen arrêtée mais prête 2. Défaut réseau détecté 3. Disjoncteur réseau ouvert 4. Moteur démarre 5. Pas d’excitation générateur 6. Disjoncteur cogénération se ferme Boucle Secours
  41. 41. G 1. Cogen arrêtée mais prête 2. Défaut réseau détecté 3. Disjoncteur réseau ouvert 4. Moteur démarre 5. Pas d’excitation générateur 6. Disjoncteur cogénération se ferme 7. Excitation générateur cogeneration 8. Fonctionnement en ilotage Boucle V I P Secours
  42. 42. G 1. Ilotage Boucle Re-synchronisation
  43. 43. G 1. Ilotage 2. Retour réseau Boucle Re-synchronisation
  44. 44. G 1. Ilotage 2. Retour réseau 3. Synchronisation Boucle Re-synchronisation
  45. 45. G 1. Ilotage 2. Retour réseau 3. Synchronisation 4. Disjoncteur se ferme Boucle Re-synchronisation
  46. 46. G 1. Ilotage 2. Retour réseau 3. Synchronisation 4. Disjoncteur se ferme 5. Fonctionnement parallèle réseau Boucle Re-synchronisation
  47. 47. Vanparijs Engineers Bleyveldstraat 9 B-3320 Hoegaarden Sébastien Farinotti +32-473-33 04 02 Sebastien.farinotti@vanparijs-e.be

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