Modélisation dynamique des réseaux d'énergie électrique tenant compte des propriétés d'invariance d'échelle

par Thi-Tinh-Minh Le

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Nicolas Retière.

Le président du jury était Nouredine Hadj-Said.

Le jury était composé de Frédéric Suard, Jean-Christian Angles-Dauriac.

Les rapporteurs étaient Jean-Guy Caputo, Georges Kariniotakis.


  • Résumé

    L'arrivée massive de la production décentralisée, l'intégration de technologies d'information et de communication et de convertisseurs d'électronique de puissance permettent aux réseaux électriques de devenir plus flexibles, plus accessibles, plus efficaces. Mais ils deviennent aussi plus complexes et plus difficiles à modéliser, à analyser et à dimensionner. Dans cette thèse, nous allons nous focaliser sur le problème de la modélisation dynamique du réseau électrique. En effet, la complexité du fonctionnement du réseau électrique moderne rend encore plus indispensable de comprendre comment il se comporte suite à des perturbations ou tout simplement à des changements de son état de fonctionnement. C'est cette compréhension qui doit permettre d'éviter que le réseau perde sa stabilité. Grâce aux modèles développés dans la thèse, on veut notamment retrouver des liens de connaissance forts entre le comportement dynamique et les propriétés topologiques du réseau. On espère ainsi pouvoir fournir à termes des préconisations pour l'évolution des topologies de réseaux ou de leurs modes d'exploitation. Pour mener à bien ce travail, l'invariance d'échelle d'un réseau électrique est tout d'abord explorée. Pour cela, des méthodes issues de la géométrie fractale sont exposées et appliquées à des réseaux réalistes. Partant du constat que les réseaux électriques étudiés présentent une invariance d'échelle sur une plage d'observation importante, une nouvelle modélisation dynamique est proposée. Cette modélisation a l'intérêt d'une représentation plus parcimonieuse que les représentations classiques par des approches boite noire et permet de conserver des liens de connaissance avec entre la topologie et les propriétés dynamiques.

  • Titre traduit

    Modelling of power systems dynamic, taking into account the properties of scale invariance


  • Résumé

    The influx of distributed generation, the integration of information as well as communication technologies and the integration of electronic power converters allows electrical grids to become more flexible, more accessible and more effective. However they become at the same time more complex thus making the modeling, analyzing and sizing more difficult. This thesis will focus on the problem of dynamic modeling of electrical networks. Indeed, the operation's complexity of the modern power grid makes it even more essential to understand how it behaves after disturbances or just simply after changes in operation condition. It is this understanding that should allow one to prevent the case that the system loses its stability. With models developed in this thesis, we particularly want to find strong links between the dynamic behavior and the topological properties of the network. It is hoped to provide eventually propositions for evolution of topology or operation modes of networks. To carry through this study, the scale invariance of an electrical network is first explored. For this purpose, methods issued from fractal geometry are presented and applied to realistic networks. Noting that the considered electrical networks exhibit scale invariance over a large observation range, a new dynamic modeling is proposed.


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