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Développement d'un système de supervision, d'acquisition et de transfert de données d'un système hybride de production électrique

Debibi, Raied (2016). Développement d'un système de supervision, d'acquisition et de transfert de données d'un système hybride de production électrique. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Département de mathématiques, informatique et génie, 168 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: De nos jours, l’utilisation du microréseau qui se base sur l’utilisation des systèmes hybrides pour électrifier les sites isolés a commencé à se multiplier dans le monde. Dans ce contexte, le but de ce projet de recherche est de développer un système de supervision et d’acquisition des données SCADA pour un site isolé électrifié par un système hybride (éolien-diesel-solaire) avec stockage d’énergie. Ce travail consiste à développer une architecture de supervision optimale qui génère plusieurs profits économiques et techniques. En plus, dans ce projet une application SCADA a été développée dans un but d’assurer une commande à distance des équipements et d’offrir plus de sécurité aux utilisateurs de l’installation. Aussi, ce travail montre la nécessité d’utiliser un système d’archivage des données qui permet de stocker les paramètres afin de réaliser différentes analyses, qui ont pour objectifs l’amélioration du système et de faciliter la compréhension du comportement de certains équipements. Pour atteindre ces objectifs, ce travail a abordé le sujet des sites isolés au Canada et au Québec, ainsi, leur problématique en matière l’alimentation en électricité a été étudiée. La présente étude a été décomposée en trois parties : premièrement, une revue sur les systèmes SCADA a été réalisée. Deuxièmement, étudié les protocoles de communication ont été étudiés ainsi que les principaux instruments de mesure. Enfin, une présentation des logiciels complémentaires au système SCADA a été effectuée. Ainsi, une architecture de communication client/serveur du système SCADA a été proposée et basée sur l’utilisation du serveur OPC. Cette architecture est la plus avancée dans le monde des systèmes de supervision et de contrôle. De plus, le présent travail montre que cette architecture se caractérise par une rapidité d’installation et qu’elle génère plus de rentabilité et des avantages technico-économiques. Aussi, des interfaces graphiques ont été développées qui ont pour objectif de répondre aux différentes fonctionnalités du système SCADA. Une validation expérimentale de l’application a été effectuée dans le microréseau du TechnoCentre éolien. Les résultats expérimentaux générés par les essais ont démontré que l’implantation d’un système SCADA dans un microréseau est devenue une nécessité primordiale grâce aux avantages que ce système offre en matière de suivi et d’amélioration des performances des systèmes énergétiques. En conclusion, l’originalité de ce projet réside d’une part sur la confirmation de l’architecture du système SCADA basée sur le serveur OPC et d’autre part sur la validation d’une partie de l’application dans un microréseau réel. La finalité de ce projet est de montrer que ces systèmes présentent un outil nécessaire pour améliorer la gestion d’un microréseau. -- Mot(s) clé(s) en français : SCADA, Microréseau, énergie renouvelable, Système hybride, protocoles de communication. -- ABSTRACT: Nowadays, the use of microgrid based on hybrid systems to electrify isolated sites is steadily rising in the world. In this context the aim of this research project is to develop a supervisory control and data acquisition system SCADA for an isolated site electrified by a hybrid system (wind-PV-diesel) with energy storage. This work aims to develop an optimal architecture that generates a number of economic and technical benefits. In addition, in this project a Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) application was developed intended to provide the remote control of equipment and to provide more security for SCADA users. Moreover, this work shows the necessity for using a data archiving system that allows for several analyses in order to improve the function of the system and to facilitate the understanding of some equipment. To achieve these goals, a study about isolated sites in Canada, with a focus on Quebec, emphasizing the problems in terms of power production. Subsequently, a review of SCADA systems, some necessary instruments of measuring required to ensure the functionality of SCADA systems has been developed; communication tools between them require the use of communication protocols. Hence, a review of the communication protocols was carried out to support the choice of communication protocols between the major components and SCADA system. In this work, we proposed architecture of communication of SCADA system, the architecture consists of main elements, as the communication protocols necessary to ensure good communication between the different elements of the SCADA system were identified. The selected architecture of SCADA system is based on an architecture that uses an (OLE for Process Control) OPC server. Nowadays, this architecture is the most advanced in the world of supervisory and control systems, as shown in this report, it presents a number of advantages as a speed of installation, generates higher gain and profit. After, graphical interfaces have been developed which aim to meet the various features of the SCADA system. Finally, an experimental validation of the designed application was successfully tested in the real-scale microgrid of the TechnoCentre éolien. The experimental results generated by the designed application demonstrated that the implantation of a SCADA system in a microgrid in a remote site became a prime necessity. This will engender multiple benefits that this system can offer in terms of monitoring and process, improvement of global performance by analyzing the different data collected in a database. In conclusion, the originality of this project lies in part on the validation of a general structure based on the OPC server and in the validation of part of the developed application in a real-scale microgrid. Also, this work shows that these systems are a necessary tool to improve the management of a microgrid in isolated sites. -- Mot(s) clé(s) en anglais : SCADA, Microgrid, Renewable Energy, Hybrid system, Protocols of communication.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Ilinca, Adrian
Co-directeur(s) de mémoire/thèse: Ibrahim, Hussein
Informations complémentaires: Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en ingénierie en vue de l'obtention du grade de maître en génie.
Mots-clés: Systeme Supervision Acquisition Transfert Donnee Hybride Production Electricite Protocole Communication Scada
Départements et unités départementales: Département de mathématiques, informatique et génie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 01 sept. 2017 15:54
Dernière modification: 01 sept. 2017 15:54
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1251

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