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àČtude de la stabilité d'un système électro-énergétique par différentes techniques avancées.

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par OUALID BEN ABDELHAMID
Université Echahid Hamma Lakhdar- El-Oued - MASTER ACADEMIQUE 2015
  

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République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l'enseignement Supérieur
et de la Recherche scientifique

Université Echahid Hamma Lakhdar-
El-Oued

Faculté des Sciences et de Technologies

2014/2015

Mémoire de Fin d'Etude

En vue de l'obtention du diplôme de

MASTER ACADEMIQUE

Domaine : Sciences et de Technologies
Filière: Génie Électrique

Spécialité: Réseaux Électriques

Thème

Étude de la stabilité d'un système

électro-énergétique par différentes

techniques avancées

Diriger par : Réaliser par :

Mr.Touil Slimane Ben Abdelhamid Oualid

Année universitaire :

Remerciement

Nous remercions particulièrement notre promoteur
Mr. Touil Slimane, pour son dévouement exceptionnel,
sa précieuse directive et son suivi constant.

Nos sincères et chaleureux remerciement à
Haga Oualid pour son aide, son appuis moral, et ses
qualités humaines.

Nous remercions également Lappi Moussab
pour son aide.

Nous tenons également à remercier le président et les
membres du jury pour nous avoir fait l'honneur
d'évaluer notre travail.

Que tous les professeurs ayant contribué à notre
formation trouvent ici notre profonde reconnaissance.

Dr et Mr : Meada idris ,Lappi yacine,Kechida
Reda,Zelouma laid,Mesbahi nedhir,Merrazga
azeddine,Bekakra youcef,Allag abdelkrim,Guia
housame,Ben Atous djelani,Gasmi.

Dédicace

Nous consacrons ce modeste travail a:

Nos chers parents
Nos soeurs et nos frères
A toute la famille :Ben abdelhamid
A toute la famille :Daoudi
Tous nos amis

A touts mes camarades de la promotion 2013/2015 pour les bons moments passés ensemble.

Tous les enseignants qui m'ont aidé
de proche ou de loin.

III

Liste des figures

Liste des figures

Figure. I.1. Système standard IEEE type SMIB avec commande d'excitation 20

du générateur synchrone puissant 20

Figure I.2. Classification des différents types de la stabilité de système électro-énergétique. 22

Figure I.3. Variation d'angle de rotor. 24

Cas 1 : instabilité de première oscillation. Cas 2 : instabilité de multi-oscillations. 24

Figure 1.4. Machine synchrone connectée à un jeu de barre infini. 25

Figure I.5. Relation puissance- angle de rotor. 25

Figure I.6. Variation d'angle de rotor. 26

Figure I.7. Courbes (a : puissance-angle) et (b : variation d'angle de rotor) du générateur suite à

un défaut de transmission. 28

Figure I.8. Zone de la stabilité D. 34

Figure I.9. Caractéristiques de la réponse indicielle d'un système. 36

Figure II.1. Circuit équivalent de la machine synchrone connectée a un jeu de barre infini 42

Figure II.2.Modèle classique de générateur. 43

Figure II.3. La relation (puissance-angle) du générateur et le coefficient 44

de couple synchronisant 44

Figure II.4. Couple mécanique et électrique agissant sur l'axe d'un générateur. 45

Figure II.5. Schéma bloc du système (mono machine-jeu de barre infini) avec le 47

Modèle classique. 47

Figure II.6. Circuits équivalents relatifs de l'enchainement du flux de la machine et courant. 48

Figure II.7. Représentation de schéma fonctionnel avec la constante Efd 52

Figure II.8. Structure générale d'un système de force motrice-générateur. 54

Figure II.9. Structure d'un système d'excitation statique avec son AVR 56

Figure II.10. système d'équitation statique (thyristor) avec AVR. 57

Figure II.11. Représentation du schéma bloc avec l'excitateur et AVR. 59

Figure II.12. Représentation du schéma bloc avec AVR et PSS. 60

Figure II.13. Système d'excitation statique avec AVR et PSS. 61

Figure III.1. Modèle simplifie de liaison entre un PSS et le système. 67

Figure III.2. Modèle d'un PSS avance/retard. 67

Figure III.3. Modèle de Heffron-Philips d'un système (mono-machine-jeu de barre infini) 69

Figure III.4. Déplacement de valeur propre par la rotation du résidu associe. 71

Figure III.5. L'ensemble (systeme-PSS) en boucle fermee. 73

iv

Liste des figures

Figure III.6. Représentation du réseau SMIB+PSS sur MATLAB/Simulink. 75

Figure III.7. Présente la variation du position angulaire. 76

Figure III.8. Présente la variation de la vitesse angulaire. 76

Figure III.9. Présente la variation du couple électrique. 76

Figure III.10. Présente la variation de la tension terminale. 77

Figure III.11. Représentation du réseau SMIB+AVR sur MATLAB/Simulink. 77

Figure III.12. Présente la variation du position angulaire 78

Figure III.13. Présente la variation de la vitesse angulaire. 78

Figure III.14. Présente la variation du couple électrique. 78

Figure III.15. Présente la variation de la tension terminale. 79

Figure III.16. Présente la variation de la vitesse angulaire par rapport la variation d'angle. 79

Figure IV.1. Comparaison d'un ensemble classique et d'un ensemble flou 85

Figure IV.2. Fonction caractéristique. 85

Figure IV.3. Fonction d'appartenance. 86

Figure IV.4. Fonction d'appartenance, variable et terme linguistique. 86

Figure IV.5. Fonctions d'appartenance linéaires par morceaux 87

Figure IV.6. Fonction d'appartenance singleton. 88

Figure IV.7. Fuzzification. 88

Figure IV.8. Traitement flou. 91

Figure IV.9. Implication. 93

Figure IV.10. Fuzzification. 93

Figure IV.11. Activation. 94

Figure IV.12. Implication. 94

Figure IV.13. Agrégation des règles 95

Figure IV.14. Défuzzification par centre de gravité. 96

Figure IV.15. Structure de base d'un contrôleur flou. 97

Figure VI.16. Fonctions d'appartenance pour l'accélération. 100

Figure VI.17. Fonctions d'appartenance pour la variation de vitesse. 100

Figure VI.18. Fonctions d'appartenance pour la tension. 100

Figure IV.19. Exécution de contrôleur de logique floue. 102

Figure IV.20. Représentation du réseau SMIB+FuzzyPSS sur MATLAB/Simulink. 103

Figure IV.21. Présente la variation de la position angulaire1. 104

Figure IV.22. Présente la variation de la vitesse angulaire. 104

Figure IV.23. Présente la variation du couple électrique 104

Figure IV.24. Présente la variation de la tension terminale. 105

Liste des figures

Figure IV.25. Présente la variation de la vitesse angulaire par rapport l'angle. 105

Figure IV.26. Présente la variation de la position angulaire. 106

Figure IV.27. Présente la variation de la vitesse angulaire. 106

Figure IV.28. Présente la variation du couple électrique 106

Figure IV.29. Présente la variation de la tension terminale. 107

Figure IV.30. Présente la variation de la position angulaire. 108

Figure IV.31. Présente la variation de la vitesse angulaire. 108

Figure IV.32. Présente la variation du couple électrique 108

Figure IV.33. Présente la variation de la tension terminale. 109

Figure IV.34. Présente la variation de la vitesse angulaire par rapport l'angle. 109

Figure V.1. Représentation schématique des deux régions du système étudié. 114

Figure V.2.Exemple mécanique analogue aux oscillations inter-régions 115

Figure V.3. Configuration d'un générateur équipé supplémentaire stabilisateur. 116

Figure V.4. Représentation du réseau test sur MATLAB/Simulink. 117

Figure V.5. Présente la variation des tensions des bus(1 et 2) . 117

Figure V.6. Présente la variation de Puissance active de ligne(B1 à B2). 118

Figure V.7. Présente la variation des angles de rotors des générateurs vs G4. 118

Figure V.8. Présente la variation de Vitesses angulaires des générateurs. 118

Figure V.9. Présente la variation des Puissances actives des générateurs. 119

Figure V.10. Présente la variation des Tensions terminale des générateurs. 119

Figure V.11. Présente la variation des tensions des bus(1 et 2) . 120

Figure V.12. Présente la variation de Puissance active de ligne(B1 à B2). 121

Figure V.13. Présente la variation des angles de rotors des générateurs vs G4. 122

Figure V.14. Présente la variation de Vitesses angulaires des générateurs. 123

Figure V.15. Présente la variation des Puissances actives des générateurs. 124

Figure V.16. Présente la variation des Tensions terminale des générateurs. 125

V

Liste des tableaux

Liste des tableaux

Tableau III.1. Comparaison des critères temporels instantanés du système avec et sans PSS. 79

Tableau III.2. Comparaison des critères temporels intégraux du système avec et sans PSS 80

Tableau IV.1. Base de règles floues et base de règles classiques. 91

Tableau IV.2. Implication représentée en tableau. 96

Tableau IV.3. Variables floues pour la fonction d'appartenance. 99

Tableau IV.4. Base de règles de contrôleur a logique floue. 101

Tableau IV.5. Comparaison des critères temporels intégraux 105

Tableau IV.6. Comparaison des critères temporels instantanés. 109

Tableau IV.7. Comparaison des critères temporels intégraux. 110

vi

vii

Notation

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La Quadrature du Net