Modélisation, optimisation et analyse de fiabilité de topologies électriques AC de parcs éoliens offshore

par Ouahid Dahmani

Thèse de doctorat en Electronique et Génie Electrique, Génie Electrique

Sous la direction de Mohamed Machmoum, Patrick Guérin et de Salvy Bourguet.

Le président du jury était Seddik Baccha.

Le jury était composé de Seddik Baccha, Farid Meibody-Tabar.

Les rapporteurs étaient Farid Meibody-Tabar.


  • Résumé

    L’objectif de cette thèse est de concevoir des architectures électriques à courant alternatif optimisant l'efficacité énergétique de parcs éoliens offshore pour différentes gammes de puissance tout en prenant en considération des contraintes techniques telles que les pertes de puissance, la fiabilité mais également les aspects économiques. Premièrement, une plateforme d’optimisation en mono- et multi-objectif, basée sur l’algorithme génétique et l’algorithme de Prim a été développée et testée avec plusieurs fonctions objectifs. Une nouvelle technique de codage des architectures en binaire est proposée permettant de prendre en compte les trois parties du réseau électrique d’un parc éolien offshore, à savoir : le raccordement inter-éoliennes en MT, le positionnement des sous-stations électriques en mer et le raccordement HT jusqu’au poste de livraison à terre. Ensuite, une étude approfondie sur la fiabilité du système électrique a été présentée en considérant différentes topologies de raccordement, dont l’objectif est d’évaluer l’efficacité et les emplacements optimaux des redondances sur le réseau. Trois parcs éoliens offshore réels, dont celui du Banc de Guérande d’une puissance de 480 MW, ont été étudiés. Les résultats obtenus prouvent la performance de cette approche d’optimisation et son utilité dans la phase de planification du raccordement électrique AC de forme radiale ou maillée pour un parc éolien offshore.

  • Titre traduit

    Modeling, optimization and reliability analysis of AC electrical network topologies of an offshore wind farm


  • Résumé

    The aim of this thesis is to design connection topologies of AC power systems which optimize the energy efficiency of offshore wind farms with different power levels, taking into account technical constraints such as power losses, reliability and also economical aspect. First, a mono- and multi-objective optimization platform based on genetic algorithm and Prim’s algorithm was developed and tested with several objective functions. The suggested new technique of coding the network topology into a binary string enables to take into account the three parts of the electrical grid of an offshore wind farm, namely the connection among the wind turbines of the MV grid side, the locations of the offshore electrical substations and the connection map of the HV transmission system. Then, a comprehensive study is carried out on the power system reliability issues using several methods. Different electrical arrangements are analyzed according to both investment cost and energy loss in order to evaluate the effectiveness and the optimal locations of the redundant paths on the network. Three real offshore wind farms are studied, including the “Banc de Guérande” park with a capacity of 480 MW. The results prove the performance of this optimization approach and its usefulness during the planning phase of a radial or meshed electrical network in an offshore wind farm.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 217 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr p.181-189.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
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