Résumé :
Un système électro énergique
consisté d'une machine synchrone lié par une ligne de
transmission à un jeu de barre infini est une source d'énergie
électrique souvent soumis à de petites perturbations lors de
variations brusques de la charge ou lors de l'occurrence de défauts sur
le réseau. Le problème de stabilité des systèmes
électro- énergique sont principalement ceux des machines
synchrones fournissant la quasi-totalité de cette énergie
Le régulateur automatique de tension AVR et le
régulateur de vitesse ou Gouverneur sont les deux compensations
conventionnelles des réseaux électriques. Ceux deux
régulateurs sont conçus Séparément pour
différent plages de fréquences. Ils fonctionnent donc de
façon non cordonnées. La sortie du régulateur de tension
dépend uniquement de la tension terminale et agit sur l'excitation du
générateur tandis que celle du Gouverneur est fonction uniquement
de la vitesse de rotor et actionne indirectement l'ouverture du vannage de la
turbine. Il est désormais indésirable que cette structure est
incapable d'assurer de façon efficace la stabilité de
réseau. Elle ne pas amortir les oscillations interzones.
Le AVR et Gouverneur ne peuvent donc pas garantir
à eux seuls le bon fonctionnent des réseaux électriques
sans l'aide d'un stabilisateur. Ce dernier appelé stabilisateur de
puissance PSS ajoute un amortissement supplémentaire à
traverse l'excitions. Cette nouvelle structure a une meilleure performance et
amortit relativement bien les oscillations locales et interzones.
La techniques de détermination de paramètres de
PSS et le caractère linéaire de ce dernier ne
garantissent pas une bonne performance sur toute la plage de fonctionnent du
réseau.
Plusieurs travaux ont alors été proposés
en vue d'accroître la performance de l'ensemble AVR, Gouverneur
et PSS. Ils consistent à l'amélioration de la conception
du PSS par l'application des techniques modernes.
L'objectif de ce travail est de proposer des méthodes
robustes pour améliorer la stabilité d'un système
électro-énergétique à l'aide des :
? Stabilisateurs de puissance conventionnel « PSS
». ? Logique floue « FUZZY ».
xiv
Introduction générale
Introduction générale :
Depuis une vingtaine d'années, les systèmes
électro-énergétiques doivent faire face à des
défis très importants. La libération du marché de
l'électricité crée des scénarios de fonctionnement
beaucoup plus complexes que par le passé. L'augmentation permanente de
la dépendance électrique de la société moderne
implique un fonctionnement des systèmes
électro-énergétiques à 100% de leur capacité
et une sûreté maximale. En outre, la qualité de la
puissance électrique est devenue actuellement un grand souci pour les
consommateurs et les fournisseurs. Par conséquent, des critères
rigoureux de développement et de fonctionnement sont de plus en plus
exigés.
Dans ces conditions, la stabilité des systèmes
électro-énergétiques devient une des préoccupations
majeures pour les fournisseurs d'électricité. Ces systèmes
doivent rester stables pour toutes les petites variations au voisinage des
points de fonctionnement ainsi que pour des conditions sévères.
Les nouvelles méthodes et les nouvelles technologies permettant
d'améliorer la stabilité des systèmes font par
conséquent l'objet de travaux de recherche extrêmement
important.
Plusieurs des méthodes modernes ont déjà
fait l'objet d'applications industrielles dans des domaines de pointe tels que
l'aéronautique et la robotique. On est alors en droit de s'interroger
sur leur efficacité quant au problème de la conception des
régulateurs de tension et de vitesse qui assurent la stabilité
des réseaux électriques.
Le Régulateur Automatique de Tension (AVR) et le
Régulateur de Vitesse ou Gouverneur sont caractérisées par
un échange faiblement amorti de puissance électrique entre deux
ou plusieurs zones du réseau.
Le AVR et le Gouverneur ne peuvent donc pas garantir
à eux seuls le bon fonctionnement des réseaux électriques
sans l'aide d'un stabilisateur. Ce dernier communément appelé
Stabilisateur de Réseaux Électriques (PSS) ajoute un
amortissement supplémentaire à travers l'excitation du
générateur à partir de l'erreur de vitesse ou de la
variation de la puissance électrique. Il ajoute donc une boucle
indépendante supplémentaire.
Cette nouvelle structure a une meilleure performance et
amortit relativement bien les oscillations locales et inter zones. Cependant.
Le PSS et le AVR agissent simultanément, de
façon indépendante et non coordonnée sur l'excitation du
générateur. Un compromis est donc effectué afin d'assurer
le bon fonctionnement de l'ensemble. Ainsi. Avec l'ajout du PSS, on
note généralement une certaine détérioration de la
qualité de la régulation de tension.
xv
Introduction générale
Une autre méthode de PSS basé sur la
logique floue. Ceci est due à la possibilité d'introduire des
connaissances exprimées sous forme de règle d'inférence
pour déterminer les fonctions d'appartenances, on se basent sur
l'expérience humaine dans le domaine. En particulier, l'application de
théorie des ensembles flous dans la commande des processus. Par
simulation, nous allons visualiser et comparer le temps d'atténuation
des oscillations liées aux systèmes électrique (machine
synchrone reliées à un réseau infini) quand ils sont
soumis à une perturbation, donc voir l'effet de l'intelligence
artificielle sur le système par rapport au conventionnel,
c'est-à-dire l'amélioration davantage de la stabilité du
système de puissance.
Le PSS et logique floue sont toujours
considérés comme un moyen efficace pour l'amortissement des modes
électromécaniques locaux, mais en même temps son rôle
dans l'amortissement des modes interrégionaux reste toujours
considéré comme faible. L'objectif de notre travail est ainsi
d'assurer un amortissement maximum des modes interrégionaux aussi bien
que des modes locaux. Pour atteindre cet objectif, nous proposons un
réglage optimal des PSS et logique floue « FUZZY
». Ceci permet d'assurer un amortissement satisfaisant des
oscillations rotoriques et de garantir la stabilité globale du
système pour différents points de
fonctionnement[1].
Notre thème est composé de cinq chapitres :
? Le premier chapitre donne, au début, les
différentes définitions de base puis l'étude d'un
système électro-énergétique constitué d'une
machine synchrone liée par ligne de transmission à un jeu de
barres infini, les différents types de stabilité et introduction
aux contrôleurs PSS, et leurs nouveaux types, dans la fin du
chapitre on a analysé de la performance et critères de bonne
régulation.
? Dans le deuxième chapitre, nous avons
présenté la modélisation du système
électro-énergétique et modèle de PSS(Power
System Stabilizer) pour les études de la stabilité angulaire.
? Le troisième chapitre concerne une
présentation théorique et la fonctionnement du stabilisateur
PSS ,En outre, Le réglage de paramètres des PSSs
et leurs emplacements sont des facteurs critiques pour pouvoir assurer
convenablement le bon fonctionnement des PSSs.
? Le quatrième chapitre concerne une
présentation théorique de la logique floue qui est une
méthode basé sous forme de règles d'inférence pour
assurer une bonne amélioration de la stabilité de système
électro-énergétique.
Introduction générale
? Enfin, le cinquième chapitre, nous abordâmes
à problème de la stabilité transitoire dans les
systèmes multi-machines par méthodes PSS et logique
floue « FUZZY », et on conclure qui le FUZZY est
meilleur méthode pour assurer une bonne amélioration de la
stabilité de système multi-machines.
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