Réalisation d'un système expert d'aide à la répartition économique des puissances dans un réseau électrique

NOMENCLATURE
Liste des symboles et abréviations utilisées

Sn	Puissance apparente nodale
Spq	Puissance apparente de transit de branche (p,q)
Pk	Puissance active
Qk	Puissance réactive
Ik	Courant au noeud
Vk	Tension au noeud
Vb	Tension de branche
Z	Matrice d'Impédance
Y	Matrice d'Admittance
G	Conductance
B	Susceptance
Obji	i-ème Objet
Algoj	j-ème Algorithme
mi	i-ème Méthode
CT	Consommation totale
Pgi	Puissance générée au noeud générateur d'indice i
PDi	Puissance demandée au noeud générateur d'indice i
Ni	Noeud d'indice i
A	Matrice d'incidence (élément ai,j)
Ysh	Admittance shunt
N	Nombre de noeuds d'un réseau
Ng	Nombre de centrale dans le réseau
O(n)	Complexité temporelle d'un algorithme de calcul
CAi, 13i	Paramètres de contrôle de l'algorithme de fourmis ACO
Ppop Population dans le cadre des algorithmes génétiques AG

CHAPITRE I

POSITIONNEMENT

PAR RAPPORT À

L'ACTUEL

I. Positionnement par rapport à l'actuel

Introduction

Les outils logiciels peuvent être classés selon trois catégories; les outils propres entreprise (conçu par l'entreprise elle-même), les produits industriels ou ceux académiques (conçus par l'institution académique dans le cadre de travaux de recherche ou par un bureau d'études spécialisé).

Pour la première catégorie, la plate-forme ait été réalisée pour répondre aux exigences purement localisés et propres à l'entreprise. De l'interface, aux calculs ou aux différents rapports en sortie, tout est pris selon le besoin et le goût du propriétaire, c'est une solution propriétaire.

La proposition d'un produit du marché spécialisé risque, dans la plupart des occasions, d'être plus généraliste et ne touchant qu'une partie de la demande du client d'où nécessité d'alignement forcé de ce dernier aux exigences du produit logiciel. Résultat une dépendance vis-à-vis du produit et de son fournisseur.

L'idée traitée dans le paragraphe précédent est loin comme image dans le cas où le produit ait été conçu par l'institution académique elle-même. Sauf que pour cela, la nécessité de l'existence d'une équipe de développement est forte sentie (entrave majeure, puisqu?aucun lien et moyen de rémunération de stimulation n?est relevé sauf défaut que ceci représente le thème de l?axe de recherche mené par le laboratoire).

Beaucoup de produit logiciels utilisés dans le domaine de la modélisation et la simulation des réseaux électriques existent déjà et sous toutes les formes et les catégories.

La solution économique d'une conception éventuelle de réseaux est sensiblement dépendante en étant que moyen capable de prédire le comportement du système sous des conditions de fonctionnement normales et anormales.

Les calculs et évaluations manuels restent possibles pour les petits systèmes mais sont cher en temps d'ingénieurs. De plus, les méthodes du calcul manuelles sont conservatrices pour les raisons de sécurité, et dans des cas ou la conception est beaucoup plus chère et exige plus d'efforts si les méthodes plus exactes avaient été utilisées.

Les conséquences d'une conception défectueuse de modèle réseaux peuvent induire:

· Un danger menaçant des vies humaines

· Augmenter le coût capital de l'opération

· Une qualité pauvre du résultat

· Une précision médiocre

· Des coûts de la réparation très hauts

· Dégât pour le réseau (mauvaises décisions, prise en main au dessus du niveau de

la charge par rapport à la demande)

Pour concevoir des réseaux efficacement et avec sérieux, l'ingénieur a besoin potentiels humains spécialisés et d'outils appropriés.

Les méthodes de calcul numériques modernes autorisent une prédiction rapide et exacte du comportement du système et de la topologie du réseau une fois les données introduites dans l'ordinateur. Le montant exigé pour étudier un réseau peut être assez grand et c'est très désirable que l'ingénieur ait un outil fiable et facile et utilise une interface graphique pour entrer les données. De la même façon, l'ingénieur doit avoir accès aux résultats des calculs d'une manière claire et non équivoque.

Quelques unes des plates-formes bien connues dans le monde industriel ou académique. Conçues par des professionnels du domaine et qui ont acquis dans le temps une très grande expérience. On cite sans aucun préjugé (Les produits logiciels sont présentés dans ce qui suit sans aucun classement ni ordre de préférences mais juste une énumération à titre d?exemple). Des notifications des points forts ou l?inverse pourraient surgir de temps à autre:

PowerWorld Simulator de PowerWorld Inc.

PowerWorld simulator de PowerWorld, présente une foule de modules pouvant être utilisé en mode 'Standalone' (comme OPF, ATC, PVQV, SCORF, SimAuto ...).

Fig. I.1 : Fenêtre principale du logiciel PowerWorld Simulator de PowerWorld

Le logiciel est pourvu d?une documentation on-line dont il est important de parcourir avant d?entamer le travail.

Ce logiciel est hautement interactif. Cette caractéristique présente de multiples avantages mais aussi quelques inconvénients dans sa manipulation. Citons :

· L?absence de mémorisation des manoeuvres et modifications de paramètres réalisées successivement. D?où l?impossibilité de retrouver, après certaines opérations, la situation de départ. Il est fortement conseillé de réaliser une sauvegarde de la situation initiale et la sauvegarde des situations intermédiaires que l?on souhaite réutiliser par la suite. Il est en effet possible d?associer un méme schéma unifilaire (fichier *.pwd) à plusieurs cas (fichiers *.pwb).

· L?activation de la majorité des contrôles (AGC, limites de puissance active des générateurs,...) doit être réalisée à trois niveaux :

. Au niveau global pour tout le réseau au travers d?un paramètre d?option général de la simulation;

. Au niveau de chaque région au travers d?un paramètre à activer dans la boite de dialogue relative à chaque région;

. Au niveau de l?équipement proprement dit (générateur par exemple) au travers d?un

paramètre à activer dans la boite de dialogue relative à cet équipement.

Notons que ces paramètres sont également accessibles dans les tableaux récapitulatifs par type d?équipement ("case information" tables).

· Cette activation à trois niveaux est également présente dans la spécification des contraintes de l?Optimal Power Flow.

· Il est déconseillé de réaliser l?opération «Reset to flat start" du menu «Simulation". En effet, cette opération, qui a pour but de réinitialiser les tensions au profil plat " +j* p.u.", réinitialise également à 0 les productions de puissance réactive de tous les générateurs y compris les générateurs de type PQ. Les consignes réactives de ces générateurs sont dès lors perdues.

· La spécification de filtres d?affichage («Display filters") permet de limiter l?affichage des diverses grandeurs aux régions pour lesquelles ce filtre est activé.

La majorité des options et paramètres généraux nécessaires à la réalisation du travail sont déjà fixés de manière appropriée dans la situation fournie. Afin de permettre une bonne compréhension de l?utilisation du logiciel, il est néanmoins conseillé de vérifier les choix et valeurs adoptés.

Power Systems Simulator SPARD® mp Power 2006

La suite logicielle SPARD® mp Power est un environnement applicatif de calcul et de simulation des réseaux électriques dont chaque module peut fonctionner d?une manière totalement indépendante du module graphique ce qui représente un point fort. Cet environnement est constitué par six modules de base :

· Dessin et traçage du réseau

· Saisie des données

· Base de Simulations

· Coordination et Protection

· Applications annexes (Démarrage Moteur, reconfiguration Optimale, Placement des sous-stations, Service Restauration, défaut probabilistique et simulation, etc ...)

· Module d?édition des rapports

Les différents modules sont simultanément à portée de l?utilisateur. Le système réseau est par exemple en régime stable alors qu?une ligne peut être ajoutée graphiquement et avec de nouvelles données. La zone graphique représentant le modèle graphique est immédiatement mise à jour en conséquence en mode de calcul automatique et au vol.

Sans aucune grande expérience, l?utilisateur technicien peut facilement manipuler l?interface graphique avec aisance, du dessin de noeuds, lignes, transformateurs etc. par simple drag&drop de la barre d?outils.

Toute modification survenue par la suite est exécuter avec la même souplesse dont été mené le dessin.

SPARD® mp Power est un système «intelligent». Si l?écran option de données est affiché, juste selectionner un objet (Noeud, relais, ...) sur le graphique, les propriétés relatives apparaîtront automatiquement.

De même les données peuvent être importées entre module de SPARD® mp Distribution et même à partir du tableur Excel de Microsoft.

Les simulations des scenarios est une affaire de clique de souris. SPARD présente trois niveaux d?états de réseau; Le régime stationnaire, le régime transitoire ainsi que le régime transitoire sous effet des protections

Fig. I.2: Fenêtre principale du logiciel SPARD® mp Power 2006 (SPSS) d?ENERGY COMPUTER
SYSTEMS INC.

ETAP (Electrical Transients Analyzer Program) d'Operation Technology.

Le module de base ETAP Base? est un paquetage avec des fonctions standards et des possibilités incluses dans toutes les distributions vendues. Le module de base intègre des fonctions du type éditeur de digrammes unifilaires, fonction qui représente l'une des plus puissantes faisant la force du noyau responsable du traitement des cas pratiques étudiées. Il est conçu afin de permettre aux ingénieurs de rapidement construire et manipuler les modèles instanciés et les essayer à travers son interface conviviale moyennant une foule d'outils de calcul et de manipulation.

Le module de base inclut une vaste collection de librairies techniques prête à être utiliser. Il est conçu autour de base de données organisées et rééditable. L'assistant d'ETAP est conçu pour permettre l'automatisation des tâches multiples, les scenarios et la création de rapports.

Fig. I.3: Fenêtres principale et tableur du logiciel ETAP Les principales fonctionnalités sont :

· Nombre illimité de noeuds (dependant de la licence)

· Supporte une grande variété d'appareillages organisés en librairies

· Possibilités illimitées de mode de présentations du diagramme unifilaire

· Possibilités sans limites de configurations et de scénarios

· Possibilités de manipulations de toutes les propriétés techniques

· Sensibilité des câbles vis-à-vis de la fréquence ou de la température

· Imbrication de sous systèmes illimités dans un modèle

· Interface graphique conçue sur les règles de l'art et du métier ETT

· Importation d'objets OLE (ex: Microsoft Office)

· Saisie automatique des données typique

· Intégration de systèmes CA-CC

· Intégration dans un diagramme unifilaire de la prise de terre

· Librairie contrôlée par l'utilisateur

· Éditions de rapports et de planification de tâches

· Accès utilisateur très aisé

· Câbles normé (NEC, ICEA, Appendice R)

· Edition approfondie des câbles

· Assistant pour les gestions des scenarios.

EasyPower - Power Flow Analysis d'ESA Inc.

Fig.I.4 : Fenêtre principal d'EasyPower

EasyPower en tant qu?interface graphique consacrée au développement des dessins (réel ou en cours de simulation) permet à travers sa palette de composants graphiques de composer brique par brique le réseau étudié. Sa grande puissance est localisé dans l?étude et la simulation des arc-flash? événement survenant au cours d?une ouverture d?un support de transmission ou distribution et formation de l?arc qui peut être beaucoup dangereux s?il été exécuté sur le terrain par des agents moins attentifs.

Avec ses modules SmartDesign, SmartPCD, ArcFlash, IEC ShortCircuit, EasyPower@PowerFlow, EasySolv, safetyTracker. Easypower forment une solution robuste pour une étude du réel ou de la simulation des événements dans le réseau électrique.

Durant une session d?utilisation, toutes les capacités de la plate-forme sont accessibles à travers quelques cliques de souris. Il est aussi important pour les concepteurs d?EasyPower d?unifier le point d?accès à toutes les manipulations. EasyPower appelle cette aptitude Focus?.

EasyPower:comporte cinq types de focus?

· Edition de la base de données des contrôles équipements

· Analyse des courts-circuits

· Analyse du transit de charges

· Analyse harmoniques.

· Analyse de coordinations des équipements

Chaque focus? est représenté par son propre menu et barre d?outils, faisant apparaître

seulement les commandes qui s?y rattachent, ce qui donne une grande clarté de manipulation dans l?utilisation.

CYME OPF de CYME

Fig.I.5 : Fenêtre principale de GYME OPF

PSAF est une suite d'outils logiciels traitant les principales fonctions d'analyse des réseaux d'énergie et permet ainsi la simulation des modèles équivalents.

Un large choix de types de réseaux et des équipements et contrôleurs afférents est possible sous GYME-PSAF dans la bibliothèque intégré et selon des normes industrielles et standards.

Ghaque équipement procure des possibilités énormes de choix de montages et de simulations devant être conduites.

PSAF offre deux type d'interfaces une graphique et l'autre tabulaire permettant ainsi une accessibilité énorme. Du diagramme unifilaire aux ressources d'édition de rapports, de calcul, d'impression, d'adaptation des simulations.

L'utilisation de GYME-PSAF ajoute des avantages signifiants pour exécuter des planifications et projeter la résolution de problèmes

PSAF est directement applicable pour ses versions utilitaire ou industriel en mode triphasé.

ERACS Software Information d'ERA TECHNOLOGY LTD

Le logiciel ERACS a été au premier rang de développement qui prend toujours compte de la pression continue en matière de logiciels opérationnels plus faciles et répondant aux besoins techniques croissants de l'ingénierie moderne. Pour beaucoup d'années maintenant le nom ERACS a été synonyme de qualité, de précision, d'exactitude, ERA Tech a su par ses facultés d'adaptation, s'aligner aux besoins de marché changeants.

Alignement aux bons usages a toujours été le critère pour une conception prospère et est un avantage majeur pour les utilisateurs d'ERACS dans le temps et l'effort à sauvegarder pour manipuler des analyses de réseaux.

Comme attendu, les logiciels sous PC sont de plus en plus complètement intégrés. Les données sont introduites une fois seulement dans une base de données centrale qui fait leur gestion et selon une procédure très simple.

Une gamme étendue d'installations a été incorporée pour permettre aux utilisateurs de simuler le réseau électrique, les résultats d'un tel traitement s'établissent devant l'utilisateur rapidement et facilement afin de juger de leur exactitude. Les réseaux simulés sous ERACS peuvent être de deux types; radiaux simples ou complètement interconnecté sinon un mélange des deux.

Fig. I.6 : Fenêtre principale du logiciel ERACS

Possibilités générales d'ERACS.

ERACS avec ses interfaces graphiques utilisateurs (GUI) facilite l'accès aux bases de données

· Le calcul du Load-Flow en mode stable

· Le calcul de défaut pour simuler l'application de défauts tel que le court-circuit

· Défaut IEC909 qui simule l'application de conditions de défaut qui utilisent les techniques IEC 909.

· L'injection d'harmonique autorise des injections de courants harmoniques ce qui fait suivre le calcul et le traitement de leur prolifération.

· L'impédance harmonique comme substituant à l'impédance du réseau contre bon nombre harmonique et qui permet d'identifier les conditions de résonance.

· Stabilité transitoire pour l'étude dynamique de perturbations appliquée au réseau.

· La protection et la coordination des analyses du placement d'appareils de protection et leur interfaçage sous des conditions de défauts.

· Modélisation dynamique universel (UDM) utilisée pour créer le contrôleur modèle (AVRs et Gouverneurs) construit autour d'une gamme de jeux de construction validés qui sont comprises facilement par les ingénieurs.

· jeux de barres dans le mode standard et 1500 des jeux de barres ainsi pour la version étendue sont disponibles sous ERACS.

· Une version réseau pour des traitements en collaboration est aussi disponible.

· Une riche bibliothèque de données du matériel électrotechnique.

DigSILENT de PowerFactory

Fig. I.7 : Fenêtre principale de DigSILENT
Le logiciel DIgSILENT PowerFactory, est un l'outil d'aide à l'ingénieur pour l'analyse

industrielle des réseaux électriques commerciaux. Il a été conçu comme un progiciel intégré et avancé, interactif consacré pour le traitement des réseaux électrique, analyse du contrôle pour accomplir les objectifs principaux et d'organiser et optimiser des objectifs de tâches.

DIgSILENT, pour sa septième version était le premier logiciel de l'analyse des réseaux au monde avec une interface graphique intégrée. Le diagramme est introduit d'une façon interactive, en éditant les paramètres électricité statique ou dynamiques.

Le paquetage PowerFactory a été conçu et développé par des ingénieurs qualifiés et des programmeurs avec beaucoup d'années d'expérience dans l'analyse des réseaux électriques. L'exactitude et validité des résultats obtenues avec ce paquetage ont été confirmées dans un grand nombre de mises en oeuvre, par des organisations impliquées dans la commande d'opérations sur réseaux.

Pour satisfaire aux exigences de l'analyse du réseau actuel, les concepteurs de DIgSILENT proposent à travers des fonctions toutes disponibles, une collection de modules du logiciel beaucoup variés. L?équipe de développement veut par son produit proposer la configuration réseau du système avec accès interactif ou connecté au système SCADA.

En utilisant une base de données, contenant toutes les données exigées en rapport avec tout le matériel équipant les réseaux (par exemple les données de la ligne, les données des générateurs, les données de la protection, les données des régimes d'harmoniques, les données du contrôleur), DIgSILENT PowerFactory peut exécuter facilement, tout dans le même environnement de programmation. Quelques-unes de ces fonctions sont les traitements d'une décharge de courant, calcul du court-circuit, analyse en présence d'harmoniques, coordination de la protection, calcul de la stabilité et analyse modale.

9 NEPLAN de Bussarello+Cott+Partner Inc, Erlenbach Switzerland NEPLAN produit Suisse en tant que suite logicielle intègre les modules suivants :

· Editeur de Base de modules graphique

· Transit de charges

· Transit de charges en régime dynamique

· Transit de charges avec profiles de charges

· Répartition des puissances

· Problème de distribution des charges

· Régime de court-circuit

· Calcul de protection

· Régime avec harmoniques

· Démarrage de moteur

Fig I.8 : Ecran principal de NEPLAN

· Analyse sélective

· Analyse en régime dynamique

· Stabilité des réseaux

· Analyse des investissements

· Analyse de la fiabilité des réseaux

· Interface SIG

· Interface base de données ODBC

Avec NEPLAN un réseau de n?importe quelle taille peut être dessiné et par la suite traité sans aucune limite.

Les éléments pris en considération dans tout design sont :

· Noeuds

· Stations

· Lignes

· Appareils de Couplages selon base de données

· Réacteurs

· Transformateurs

· Transformateurs à 3/4-enroulements

· Shunts

· Network feeder

· Machines synchrones

· Machines asynchrones

· Centrales

· Eléments Filtre avec R-/L-/C

· Appareils de protection

· Transformateurs de Courent et de tension

· Sources d?harmoniques

· Modèle de charge

· Modèle équivalent de réseau

· Eléments Généraux

PSCAD de Manitoba HVDC Research Centre, CANADA

L?une des applications des plus complètes en matière de traitement des systèmes électriques en général est le logiciel PSCAD. Doté d?une puissante interface graphique et offrant une facilité énorme dans la manipulation des composantes du réseau en cours d?édition (Fig. I,9).

Fig. I.9 : Fenêtre principale de PSCAD

PSCAD (Power Systems CAD) est un puissant et flexible logiciel offrant une interface graphique pour le traitement des circuits électriques en général. EMTDC produit du même développeur forme avec PSCAD l?une des solutions recommandées pour ce genre de traitements. PSCAD permet à ses utilisateurs de construire schématiquement leur circuit, d?exécuter une simulation, d?analyser les résultats dus et de gérer les données sous un environnement graphique intégré. La fonction impression est parmi le lot alors qu?une

bibliothèque complète d?ensemble de contrôles graphique (contrôles et multimètre) configurable à volonté pendant ou avant une simulation.

PSCAD se présente avec une libraire de modèles précompilés, organisés en groupe tel que les machines tournantes, les blocs FACTS, les modèles de lignes de transport et câbles normés. Si un modèle n?existait pas par défaut PSCAD offre une solution en intégrant un éditeur de composant Design Editor? (faculté beaucoup intéressantes). d?où la possibilité de les assembler à partir de modèle élémentaire existant ou d?en inventer un (l?idée est que la bibliothèque comporte des les données de simulation des composants électroniques et électrotechniques de base).

Les éléments suivants intégrés dans PSCAD et pouvant être utilisés dans la compilation d?un système:

· Resistance, bobines, capacités

· Transformations

· Lignes et câbles de transmission dépendant de la fréquence

· sources de Courant et de tension

· Interrupteurs de tout genre

· Relais de protection

· Diodes, thyristors and GTOs

· Circuit Analogique et digitaux

· Machines à CC ou CA, de tout genre

· Appareil de mesure

· Les appareils de contrôle en CC et CA

· Les contrôleurs HVDC, SVC, et les FACTS

· Source éolienne, et gouverneur de turbine

PSCAD, et son moteur de simulation EMTDC, oeuvrent pendant les années de

développement. PSCAD est classé parmi les solutions les plus appropriées en matière de simulation des circuits électriques en général.

EUROSTAG d'E D F. et Tractebel Engineering

L?une des applications de valeurs et des plus intéressantes dans le domaine des environnements logiciels gouvernementaux c?est EUROSTAG, développé par la firme Belge TracTebel Engineering en coproduction avec Electricité de France. A noter qu?EUROSTAG est une application qui se veut d?être européenne et dont l?utilité dépassera les limites Française ou Belge.

EUROSTAG est utilisé en ligne, à travers le navigateur Internet afin de permettre une

flexibilité et portabilité énorme.

Les domaines d?utilisation d?EUROSTAG , ] sont multiple traitant la simulation de la dynamique des systèmes d?énergie électriques. Des régimes transitoires à la stabilité à long terme, utilisant le méme système de représentation graphique le modèle? visualisant l?équivalent de l?instance de l?objet modélisé en mémoire.

Pratiquement toutes les fonctions telles que mentionnées dans les listes de ressources de tous les logiciels décris plus haut avec un plus qu?EUROSTAG est utilisé en ligne.

Fig. I.10 : Fenêtre principal d?EUROSTAG (Document Flash à travers le navigateur

Internet) en cours de traitement.

Fig. I.11 : Evolution de la tension en un noeud critique traité par EUROSTAG

L?application EUROSTAG oeuvre sous Macromedia Flash de Macromedia Inc., environnement orienté objet d?une grande efficacité et dont l?intérêt est polyvalent et détient sa force du langage très puissant C/C++ avec quoi il est écrit. La présence du plug-in est quasi-total et sur n?importe quel environnement système Windows, Lunix, MacOS ou Windows.

Travaux académiques

Pour une bonne compréhension des choses au niveau microscopique, le problème du Load flow ne peut être que du ressort de l?université et des laboratoires de recherche.

Une application très intéressante du même groupe mais sans interface graphique, la saisie des données se fait par fichier texte incluant un script, porte le nom ESACAP (Fig. I. (a) et (b)) , ;

(a) (b)

Fig I. : Application ESACAP en action
(a)-fenêtre principale, (b)-fenêtre de sortie (OUTPUT)

ESACAP est un programme de simulation pour des systèmes non linéaires. La première version était développé pour le compte de l?ESA (European Space Agency) en 1979 par P. Stangerup, à l?instant directeur manager de StanSim Research et son co-équipier S.Skelboe Professeur en informatique à l?université de Copenhague. Le contrat conclu avec la société danoise ElektronikCentralen? était le résultat d?un besoin touchant en matière d?outil de simulation multidisciplinaire. Typiquement, un seul problème est d?analyser un system électronique en environnement thermique.

Cependant, le langage de description d?ESACAP est beaucoup puissant et est actuellement doté de possibilités que plus tard connu par la modélisation du comportement'.

ESACAP prend en compte des analyses de système sous courant continu CC (DC)

utilisant la méthode combiné Gradient-Newton. L?espace temps de l?analyse est implémenté comme une différentiation en retour avec la variable itération. Dans le domaine temporel, il est possible que dans l?état stable périodique, la recherche d?une solution est accélérée par une méthode d?extrapolation : l?algorithme Epsilon. S.Skelboe receva le prix de la meilleure publication (the IEEE best paper award) en 1980 pour son étude du dit algorithme. ESACAP traite bien sûr des systèmes électriques en mode fréquence non nulle, linéaire ou linéarisé et détermine la fonction de transfert.

Dans le même contexte, beaucoup de travaux de conception et de réalisation de plateforme logicielle permettant de traiter les réseaux électriques en traitant le problème de transit de charge (Load Flow) et/ou la répartition optimale des puissances (Optimal Power Flow) ont été mené par des universitaires ou l?équipe d?AbdelRahman A. Karrar et Mutasim A. Mahmoud ( [e-mail]) dans le cadre de leur logiciel LOADFOW VISUAL EDITOR (LFVE).

Fig. I. : Fenêtre principal du logiciel
LoadFlow LFVE de A.Kerrar.

Fig. I.1 : Affichage des puissances de
transit sur LFVE

Fig. I. : Affichage des tensions nodales en représentation d?Euler sur LFVE

La chose la plus signifiante dans ce type de produit logiciel, c?est la simplicité d?emploi totale, fortement compatible avec des profils d?ingénieurs donc spéciaux pour des cas de

simulation d?étude de cas d?étude de transit de charges, de répartition des puissances et de la stabilité dans les réseaux électriques. Un autre produit UWPflow (Fig. II.14, 15, 16) développé par Claudio A. Canizares (1999). Cette dernière application repose sur des exécutions en mode script d?extension («*.cf» IEEE Common Format File) mais avec moins d?interfaçage graphique de l?entité réseau électrique en cours étude.

Bien entendu, la présence du modèle graphique du réseau sur l?écran en méme temps que les possibilités de pouvoir initier une opération de calcul est fortement recommandée, à noter que dans les centres de dispatching, la bonne tenue de telle outil permettant, en temps réel, de visualiser le modèle graphique et l?état d?une seule réalité (réseau électrique) indirectement liés par des processus de calcul, est bien indispensable.

Les logiciels Matlab, MathCAD, Maple, Mathematica ou Gauss sont des plates-formes polyvalentes et ne touchent les réseaux électriques qu?à partir d?un ensemble de modules enfichables (MatPower de MatLab-SIMULINK ) dans l?application mère pour pouvoir exécuter un traitement sur un cas précis de réseau et ne présentent pas d?interfaces graphiques permettant la dualité visuelle de la manipulabilité graphique des données et des résultats [5].

Fig. I.1 : Fenêtre principale Fig. I.1 : Fichier *.cf pour un réseau

d?UWPflow de noeuds.

Fig. I.1 : UWPflow en mode calcul un cas de noeuds.

D?autres proposent des applications visuelle mais écrit en langage Java, portable vers des environnements web tel que les navigateurs d?Internet.

Ce type d?applications trouve son intérêt pour le besoin de moyens didactiques de grande souplesse.

Les exemples d?outils développés, dans différents environnements, se multiplient et sous différents sigles, à titre spécifiques à une grande entreprise tel que EDF (EUROSTAG développé par EDF et Tractebel Engineering) par exemple ou relatif à un développement ponctuel comme FlowDemo.NET (Fig. I.1 , ), applet Java accessible à travers tout navigateur Internet à partir du web (Dans ce type d?application le paramètre portabilité est garantie au même moment que l?utilisation est de type publique).

Fig. I.1 : Réseau IEEE noeuds traité
sous applet FlowDemo.Net

Fig. I.1 : Autre exemple de traitement de réseau noeuds sous FlowDemo.Net.

Il est à noter que, nous discutons dans ce contexte, seulement les logiciels à interface graphique où visuellement les composants peuvent être édités, ajoutés ou supprimés. De méme l?accès au fichier de données. La possibilité de contempler le résultat directement sur écran faisait fonction d?hypothèse. Alors que les applications du méme domaine peuvent se trouver sous différents langage de différentes formes.

13. Solution NMSS

NMSS quant à lui, en tant que logiciel doté d?interface graphique permettant de manipuler, pratiquement tout le réseau et ainsi présenter des requêtes et suivre en conséquence leurs réponses d?une manière compacte et ne prenant que l?espace d?un écran d?ordinateur.

Fig. I.19 : Fenêtre interface principale de NMSS, thème de cette thèse.

Cette application offre une foule de boite de dialogue à invoquer si l?utilisateur le demande pour modifier les caractéristiques d?un composant.

(a) (b) (c) (d)

Fig. I. 20 : Boite de dialogue pour modifier les paramètres des composant du réseau (a)
charge, (b) générateur, (c) ligne et (d) d?un générateur en mode calcul des coefficients de la

fonction coût.

Il est important de signaler clairement que le cahier de charge préconisé le développement d?un environnement intelligent d?aide à la modélisation et simulation des réseaux électriques. Tous nos efforts été consacré en la construction bloc par bloc d?un système logiciel intégrant des capacités intelligentes tant pour la saisie, l?édition que pendant le calcul. La charge équivalente à la demande est grande donnant priorité à la composition des objets graphique de base qui vont constituer le moteur graphique des modèles de composants réseaux.

Un module central faisant référence à un moteur intelligent d?aide à la décision pendant l?exécution de toutes les tâches du logiciel NMSS, s?interférant afin d?émettre une décision ayant un effet graphique ou une stratégie de calcul.

Fig. I.21 : Boite de dialogue de paramétrage du moteur d?inférence

14. Conclusion

Les plates-formes énumérées dans ce cadre sont données à titre d?explicitation du concept d?environnement logiciel visuel d?aide au traitement des problèmes de réseaux électriques, donc une liste non exhaustive mais d?exemple. Beaucoup d?autres logiciel et travaux de laboratoires en liaison avec le même domaine peuvent faire objet de discussion.

Le cahier de charges indique l?élaboration d?environnement de développement visuel de modélisation et simulation des réseaux électriques intégrant si possible des facilités de manipulation guidées par des moteurs intelligents.

Quelques idées pour publication

· Étude Comparative entre NMSS et les autres outils logiciels de la même catégorie.

· SI et NMSS et Logiciels du calcul des réseaux

· NMSS et réseaux à production hétérogène

· Dérégulation des réseaux et impact sur les logiciels de calcul des réseaux électriques

· La plate-forme annexe Web-NMSS et La formation Online de la matière PSA

16. Références bibliographiques

. "Common Data Format for the Exchange of Solved Load Flow Data", Working Group on a Common Format for the Exchange of Solved Load Flow Data, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-92, No. 6 Nov./Dec. 1973, pp. 1916- 9 .

. Les manuels relatifs des logiciels précédemment énumérés téléchargeables à partir des sites respectifs en version d?évaluation.

. J.P.PIRET, J.P.ANTOINE, M.STRUBE, N.JANSSENS, J.M.DELINCE, «The study of a centralized voltage control method applicable to the Belgium system», CIGRE? 99 ; Aout- Septembre 1992 (Rapport 39-201 Session 1992).

. M. STUBBE, F. PROMEL, P. VAN MEIRHAEGHE, J. DUBOIS (SUEZ-TRACTEBEL), H. LEMMENS, C. FONTAINE (ELIA) BELGIUM; «TRAINING OPERATORS TO ACUTE SYSTEM CONTINGENCIES», CIGRE ; (Rapport C -301, Session 2006)

. R.D. Zimmerman, D. Gan, «Matpower a MatlabTM Power System Simulation Package, Version 2.0», Power Systems Engineering Research Center (PSERC), School of Electrical Engineering, Cornell University, Ithaca, Décembre 99 .

. S. Skelboe, Parallel Algorithm for a Direct Circuit Simulator?, Proceedings of the th European Conference on Circuit Theory and Design, Sept 1991, Copenhagen, (Erik Lindderg Edt.), pp 314- .

. A. Laursen, U. Fabricus, P. Stangerup, S. Skelboe, Prediction of the thermal behavior of metal hydrogen battery cells?, Final Report Danish Research Center for Applied Electronics, Hoersholm, 04/1979