Les mesures synchronisées par GPS pour l'amortissement des oscillations de puissance dans les grands réseaux électriques interconnectés

par Aaron Francis Snyder

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Nouredine Hadj-Said.

Soutenue en 1999

à Grenoble INPG , en partenariat avec Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble) (laboratoire) et de Laboratoire d'automatique de Grenoble (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les grands réseaux électriques sont utilisés de plus en plus près de leur limite de stabilité Ceci est dû aux contraintes économiques, politiques et écologiques obligent tes opérateurs1 à exploiter leurs réseaux à la limite de sécurité. Cependant faire fonctionner un réseau trop près de ses limites crée des oscillations de puissance entre les différentes centrales et parties des réseaux liées par des interconnexions assez faibles (en, terme de nombre de lignes d'interconnexion). Ces oscillations " inter-régions " se manifestent sur les arbres des machines concernées (oscillations électro-mécaniques) et affectent la stabilité du réseau. Un moyen efficace pour remédier à ce problème consiste en une utilisation d'un correcteur dit RFC (Remote Feedback Controller). Ce correcteur utilise comme signaux d'entrée des grandeurs provenant de machines distantes du point d'installation du correcteur Ces signaux sont synchronisés par des satellites GPS (Global Positioning System). Les outils d'analyse et de calcul comme l'optimisation convexe avec contraintes LMI (inégalités matricielles linéaires), peuvent permettre le réglage de ce correcteur. Dans te cadre de cette thèse, le travail réalisé traite du problème de la conception et de l'emplacement d'un correcteur RFC utilisant des signaux d'entrée locaux et lointains synchronisés. Par les satellites GPS. Les. Techniques de programmation convexe avec des contraintes LMÏ sont utilisées pour le réglage de ce correcteur pour l'amortissement des oscillations inter-régions dans lés réseaux électriques. Les correcteurs réalisés sont ensuite implantés dans deux réseaux tests à 4 à 29 machines. Grâce aux techniques LMI les correcteurs sont robustes dans une grande plage de points de fonctionnement des réseaux tests et sont plus performants que les correcteurs traditionnels. De plus, ces correcteurs ne sont pas perturbés par d'éventuels problèmes dus à l'éloignement des signaux, notamment par un retard du signal ou par sa perte éventuelle


  • Résumé

    At the present time, power Systems are being operated closer and closer to their stability limit. This. Condition is due to current économic, political and ecological constraints, under which power System operators are Iimited to serving the actual power demand by pushing the operating point closer to the generation and tie-line stability limits. However, due to the weakness of these tie-lines, oscillations are often, created between the different generating stations in the power system. These so called inter-area oscillations are visible on the rotors of the generators, as well as in the fie-line power, and may create severe stability problems To damp the inter-area oscillations and avoid the stability problems, a Remote Feedback Controller (RFC) is used. The RFC uses input signals from the generator where it Ls installed and alsoltom a remote generator. Thèse inpuî signais, both local and remote, are sytichronized via the Global Positioning System (GPS) satellites. The RFC is tuned via the use of residues, as well as recent convex programming techniques that include the application of linear matrix inequality (LMÏ) constraints. The work presented in this dissertation deals with the problem of damping the inter-area oscillations present in two test Systems (4- and 29-machines) via the optimal siting of a RFCs containing local and remote input signal synchronized by GPS satellites. The iRFCs are then tuned through the use of a method based on residues and LME constrained convex programming algorithm. These techniques yield RFCs that are robust for a wide range of operating conditions (up to the limit of the power System) and that have a higher degree of performance (damping) than typically installed controllers. Tbe RFCs are also capable of functioning when faced with the problems of input signal delay or input signal loss

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  • Détails : 1 vol. (232 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 68 ref.

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