Le délestage optimal pour la prévention des grandes pannes d'électricité

par Wei Lu

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Yvon Bésanger.

Soutenue en 2009

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    Avec l'extension de la dérégulation du système électrique, les réseaux électriques sont exploités de plus en plus près de leurs limites de sécurité et de stabilité. Les conditions d'exploitation des réseaux deviennent de plus en plus complexes. Dans cette situation, des blackouts se produisent plus fréquemment. Les blackouts à grande échelle provoquent d'énormes pertes économiques et sociales. Nous avons tout d'abord analysé 37 blackouts apparus dans le monde entre 1965 et 2005, classifié leurs caractéristiques selon des phases temporelles identifiées au préalable, résumé leurs mécanismes communs et suggéré quelques méthodes possibles pour la prévention des futurs blackouts. Il est ressorti de cette analyse que la cascade de surcharge et l'écroulement de tension sont de loin les incidents les plus fréquents dans les blackouts et qu'un système pour la prévention de ces incidents en temps réel est nécessaire. Basé sur les nouvelles technologies de surveillance et contrôle des réseaux de type WAMS (Wide-area measurement system en anglais), nous proposons un nouveau système de contrôle de la stabilité du réseau électrique en temps réel. Ce système peut fournir les solutions optimales pour éviter l'instabilité du réseau électrique et fonctionne à base de délestage. Le délestage, une méthode efficace pour éviter les blackouts, a été largement utilisé dans les réseaux électriques. Les plans de délestage actuels sont normalement préparés à l'avance selon l'estimation de l'état d'urgence du réseau. Cependant, les délestages prédéfinis ne peuvent parfois empêcher les blackouts dans certaines situations complexes et imprévues. De ce fait, nous avons proposé trois méthodes de délestage optimal en temps réel et des stratégies optimales associées qui se concentrent sur les situations imprévues et peuvent assurer la stabilité de tension et la stabilité transitoire après le délestage. En utilisant de plus un système intelligent de gestion d'énergie dans l'habitat qui permet d'adapter la consommation d'énergie à la disponibilité des ressources tout en maximisant le confort de l'usager, nos délestages sont réalisés "en douceur", c'est à dire sans mettre aucun client dans le noir. Ce concept est radicalement différent du délestage classique actuel.


  • Résumé

    With the spread of deregulation, power systems are operated more and more close to their security and stability limits, and system conditions have become increasingly complex. Under this situation, blackouts occur more often, and large-scale blackouts cause enormous economic losses and social problems. Firstly, we analyze 37 important blackouts in the world from 1965 to 2005. And we classify their features in each phase, summarize their mechanism and give some recommendations for preventing the future blackouts. From the analysis, cascade overload and voltage collapse are the major incidents in the blackouts and a real-time system to prevent the blackouts is necessary. Based on the new measurement and control technologies – Wide-area measurement system (WAMS), we propose a new real-time power system stability control system. This system could provide the optimal real-time solutions based on load shedding to prevent the system instability. Load shedding, an effective method to prevent blackouts, has been widely used in power systems. Previous load-shedding plans were usually prearranged with the estimation of the system's emergency condition. However, sometimes, predesigned load shedding could not prevent blackouts in the complex and non-forecasted system conditions. We propose three real-time optimal load shedding methods and the optimal strategies which focus on the real-time non-forecasted system situation and realize both voltage stability and transient stability after load shedding. The smart home system is a system which could control the energy and keep comfort in the house at the same time. The soft load shedding, which is based on the smart home system, could realize the load shedding without switching the customer supply off. The concept of soft load shedding is then completely different from the classic load shedding.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (182 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 91 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/INPG/0034/D
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