HydroPHIL: essais en temps réel et transitoires

Améliorez la dynamique et l’efficacité de votre turbine hydraulique

La plateforme HydroPHIL est un banc d’essai unique capable de reproduire en temps réel le comportement de divers comportements de votre centrale hydroélectrique.

Notre plateforme vous permet de valider le contrôle, la supervision, l’architecture système, l’intégration ainsi que les performances hydrauliques de vos projets dans un environnement pertinent.

C’est l’outil idéal pour optimiser et hybrider vos centrales de pompage-turbinage.

Phénomènes hydrauliques transitoires

Lors de la planification d’un nouveau projet ou de la rénovation d’une centrale, il est essentiel d’anticiper les phénomènes hydrauliques transitoires tels que le réamorçage de la turbine, la séparation de la colonne d’eau, la cavitation, le coup de bélier, etc.

Grâce à notre banc d’essai unique, nous pouvons valider les simulations numériques par des essais expérimentaux pertinents.

Étudier la séparation de la colonne d’eau pour Andritz

Nous avons collaboré avec Andritz pour étudier la séparation de la colonne d’eau, un défi majeur dans la modernisation des centrales hydroélectriques.

Ce phénomène se produit lorsqu’une vanne se ferme trop rapidement, créant un vide dans la conduite. L’eau se précipite alors vers l’arrière, provoquant un coup de bélier – une augmentation soudaine et puissante de la pression. Notre client souhaitait mieux comprendre ce phénomène et mettre à jour ses données de dynamique des fluides (CFD).

Investigate Transient hydraulic phenomenons thanks to SuperGrid Institute's HydroPHIL test rig
As part of the European XFLEX Hydro project, GE Vernova aimed to study and validate the use of speed variation in turbine mode, with the aim of extending its turbine’s operating range in this mode.

Dans le cadre du projet européen XFLEX Hydro, GE Vernova a cherché à étudier et valider l’utilisation de la variation de vitesse en mode turbine, dans le but d’élargir la plage de fonctionnement de la turbine dans ce mode.

En tant que membre du consortium XFLEX Hydro, SuperGrid Institute a évalué la faisabilité et la pertinence de ces nouvelles séquences de fonctionnement sur notre plateforme en temps réel HydroPHIL. Nous avons défini le plan d’essai et configuré la plateforme pour qu’elle corresponde aux caractéristiques du site d’essai, en tenant compte de tous les éléments, de la turbine elle-même à sa connexion au réseau électrique.

Intégration plus sûre de solutions flexibles

Augmenter la flexibilité de vos installations nécessite parfois l’intégration de nouvelles technologies telles que la variation de vitesse, l’hybridation et les stratégies avancées de contrôle. Ces solutions permettent d’améliorer les temps de réponse, d’élargir la plage de fonctionnement et d’augmenter la durée de vie du système.

Notre plateforme innovante de test HydroPHIL vous aide à réduire les risques liés à la mise en œuvre de ces nouvelles solutions de flexibilité. Elle réalise des simulations en temps réel de ces technologies émergentes de stockage hydroélectrique, la première de ce type.

Les avantages de la vitesse variable

Pour intégrer davantage d’énergie éolienne et solaire au réseau, il est essentiel de tirer parti de la flexibilité des installations hydrauliques. Une façon d’y parvenir est de varier la puissance de la pompe en contrôlant la vitesse de rotation de la turbine, ce qui est rendu possible grâce à l’installation d’un variateur de fréquence.

La technologie à vitesse variable n’est pas nouvelle. Elle a déjà été adoptée avec succès par plusieurs acteurs dans le monde, notamment à Linthal et Nant de Drance en Suisse, ainsi qu’en Allemagne, en Chine et en Inde.

Quels sont donc les bénéfices ? La variation de vitesse améliore la flexibilité opérationnelle, en particulier pour le pompage, et contribue à prévenir les problèmes de cavitation pouvant survenir dans des conditions hydrauliques extrêmes. Cela permet non seulement d’optimiser les performances globales, mais aussi d’assurer la fiabilité à long terme des systèmes hydroélectriques.

At SuperGrid Institute, we have designed an innovative test platform capable of performing real-time simulations for these emerging hydro power storage technologies, the first of its kind.

Nos références

Comprendre la
séparation de colonne d’eau

Notre client souhaitait mieux comprendre ce phénomène et mettre à jour ses données de dynamique des fluides (CFD).

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Améliorer la
flexibilité de l’hydroélectricité

SuperGrid Institute a joué un rôle important dans le projet, en mobilisant notre plateforme d’essai HydroPHIL pour tester une nouvelle technologie hydraulique, les transitions à vitesse variable à charge partielle profonde, dans le but d’étendre la plage de fonctionnement de la turbine dans les centrales à accumulation par pompage conventionnelles.

Nous avons évalué la faisabilité et la pertinence de ces nouvelles séquences de fonctionnement, défini le plan d’essai et configuré notre plateforme en fonction des caractéristiques du site d’essai. Cela a notamment consisté à prendre en compte la turbine elle-même et sa connexion au réseau électrique.

Nos tests nous ont permis de valider les algorithmes de contrôle de la turbine testée et de suggérer des améliorations pour sa supervision dans cette plage de fonctionnement étendue.

En tant que leader du working group 11, nous avons dirigé les travaux sur les revenus liés à la flexibilité et les marchés futurs, en effectuant une analyse approfondie des opportunités en termes de coûts-bénéfices associées à la mise en œuvre de technologies de flexibilité dans les centrales hydroélectriques existantes et en analysant l’évolution des marchés des services auxiliaires existants.

Nous avons examiné les coûts de la flexibilité hydroélectrique ainsi que les perspectives des futurs marchés de réserve comme moyen de rémunérer ces investissements. Nous avons estimé la demande et le prix des services de réserve à long terme et modélisé les revenus à long terme des technologies flexibles XFLEX HYDRO, en évaluant leur rentabilité.

Nous avons observé une concurrence féroce pour les technologies hydroélectriques flexibles sur le marché des réserves provenant des batteries, ce qui a suscité une réflexion.

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Nouvelles générations
de batteries

SuperGrid Institute mène les travaux visant à démontrer le potentiel de cette technologie dans différentes applications et à montrer comment elle peut accroître la flexibilité du réseau. Nous participons également à l’hybridation d’une centrale hydraulique, où nous validerons la technologie des batteries par simulation et essais sur un modèle à échelle réduite.

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Camille Prud'Homme - Business Development Manager

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Camille Prud’Homme, Business Development Manager

Foire aux questions (FAQ)

Les centrales de pompage-turbinage (PSP) sont considérées comme la technologie la plus mature et fiable pour le stockage d’énergie en grande quantité. Bien qu’elles soient largement reconnues pour leur capacité à stocker de l’énergie en masse, les efforts de R&D se concentrent désormais sur l’augmentation de leur flexibilité afin de faciliter l’intégration des énergies renouvelables dans le réseau.

Les technologies émergentes telles que la variation de vitesse, l’hybridation et les stratégies avancées de contrôle améliorent la flexibilité des PSP, ce qui permet d’améliorer les temps de réponse, d’élargir la plage de fonctionnement et d’augmenter la durée de vie des systèmes.

Chez SuperGrid Institute, nous avons conçu une plateforme d’essai innovante capable de réaliser des simulations en temps réel pour ces technologies émergentes de stockage hydroélectrique, la première du genre.

Nous aidons nos clients à réduire les risques liés à la mise en œuvre de nouvelles solutions, à un coût raisonnable.

La plateforme HydroPHIL est un banc d’essai unique capable de reproduire en temps réel divers aspects du comportement d’une centrale de pompage-turbinage (PSP).

Notre plateforme vous permet de valider le contrôle, la supervision, l’architecture système, l’intégration ainsi que les aspects hydrauliques de vos projets dans un environnement pertinent.

Notre installation exclusive comprend un émulateur de circuit hydraulique intégré qui reproduit les oscillations de la charge hydraulique à l’entrée et à la sortie de la turbine, tandis qu’un émulateur de réseau intégré vous permet d’étudier la conformité aux codes réseaux ainsi que la contribution de l’unité de production aux réserves de fréquence et de tension.