Stabilité d'un réseau de transport avec pôles de production et de consommation éloignés en période de forte croissance

par Chulasa Praing

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de René Feuillet.


  • Résumé

    Aujourd'hui, l'exploitation des grands réseaux électriques est de plus en plus complexe du fait de l'augmentation de leur taille. De la présence de lignes d'interconnexion de grande longueur, de l'adoption de nouvelles techniques, de contraintes économiques, politiques et écologiques. Ces facteurs obligent les opérateurs à exploiter ces réseaux près de la limite de stabilité et de sécurité. Les situations de pays à forte croissance de consommation accroissent encore les risques d'apparition du phénomène d'instabilité. Pour éviter ce phénomène, l'étude de stabilité (de tension et des angles) est proposée dans cette thèse. Cette étude est un outil très important pour déterminer la possibilité de transfert de puissance dans le contexte de dérégulation future. Le travail de cette thèse est mené grâce à l'utilisation des techniques d'analyse statique et de simulation dynamique avec les logiciels Matlab et Eurostag. Ces techniques sont appliquées principalement au cas du grand réseau (220 et 500 kV) du Vietnam, du réseau test 500 kV BPA aux Etats Unis et à celui du Massif Central français. Dans ce travail, plusieurs techniques d'analyse statique sont présentées de façon à estimer la marge de stabilité et à identifier les lieux critiques pour la stabilité de tension. Les résultats obtenus sont conformes à l'exploitation réelle du réseau du Vietnam. Puis, la simulation dynamique permet d'étudier tous les comportements du réseau de manière plus détaillée pour n'importe quel régime de fonctionnement. Grâce à ces simulations, la réponse de chaque variable des éléments du réseau est observée; les résultats entre les mesures et les simulations sont comparés ; les composants les plus sensibles à la stabilité de tension sont identifiés ainsi que les origines de l'instabilité (de tension ou des angles). Enfin, la combinaison entre l'analyse statique et la simulation dynamique est réalisée pour tirer avantage des deux analyses. Dans certaines conditions critiques, le réseau électrique peut connaître un phénomène d'instabilité. Ce phénomène peut être évité grâce à l'application de mesures préventives et correctrices. Dans cette thèse, trois méthodes de mesures préventives sont présentées : deux méthodes classiques et une nouvelle méthode. Elles servent à diminuer les risques d'instabilité de tension en régime permanent avant ou après une perturbation en utilisant les techniques de l'optimisation du calcul de répartition de puissance. Une nouvelle méthode de mesure correctrice est également présentée dans cette thèse, elle sert à éviter l'instabilité de tension en utilisant la sensibilité des puissances active et réactive avec la tension. Les nœuds critiques, où la charge doit être délestée, sont déterminés par les analyses statiques. Enfin, les solutions, pour améliorer la stabilité (de tension et des angles) et pour éviter l'instabilité, sont données en utilisant des dispositifs de réglage modernes (FACÎS, compensateur de charge, PSS)


  • Résumé

    Today's opération of large povver Systems is continuously increasing in complexity due to size growth, to high ievel of interconnections, to the use of new techniques, and to economical, political and ecological constraints. Thèse factors lead the operators to operate thèse Systems close to their limit of stability and security. The risk of instability is increasing in case of a strongïy growing power consumption. To avoid this phenomenon, the study of stability (voltage and rotor angle) is proposed in this thesis. This study is a very signtficant mean to détermine available transfer capability (ATC) in deregulated envïronment. The work of this thesis has been conducted vvith the use of the static analysis techniques and dynamic simulation vvith Matlab and Eurostag software. Thèse techniques are applied mainly in the Vietnam povver System {220 and 500 kV), the BPA test System 500 kV in USA and the Massif Central power System in France. In this work, several static analysis techniques are presented in order to estimate the stability margin and to identify the entical areas for the voltage stability. The results obtained are in conformity with the real exploitation of Vietnam povver system. Then, dynamic simulation allows studying ail the behaviors of the system for any opérations. With thèse simulations, the response of each variable of the éléments of the system is observed; the results of measurements and simulations are compared: the components most sensitive to the voltage stability are identified as well as the origins of instability (voltage or rotor angle). In the end, the eombination between the static analysis and dynamic simulation are carried out in order to take advantage from the two analyses. Under certain critical conditions, the povver system can be affected by a phenomenon of instability. This phenomenon can be avoided by applying préventive and corrective measures. In this thesis, three methods of préventive measures are presented: two classical methods and a new method. They are used to decrease the risks of voltage instability in the steady state before or after a disturbance, by using the optimal power flow techniques (OPF). A new method of corrective measure is also presented in this thesis, it is used to avoid the voltage instability by using the sensitivity of the active and reactive power to the voltage. The critical nodes, where the load must be shed, are determined by the static analysis. In the end, several solutions, to improve stability (voltage and rotor angle) and to avoid instability. Are given by using modem reguîatory devices (FACTS, load compensation, PSS)

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2012 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Stabilité d'un réseau de transport avec pôles de production et de consommation éloignés en période de forte croissance

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Informations

  • Détails : 1 vol. (179 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 99 ref.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible pour le PEB
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