controle des puissances et des tensions dans un réseau de transport au moyen de dispositifs FACTS (SVC)

Mode 1

1

VV;Zj

= - =

; V 0

S1 SVC SVC

B C

I

V = - (IV.6)

C

S B

· Mode 2 VVV;Zj ;VV Ö

1S2 SVCSVCref

SVC

= = ?

^XSL

AVAV

C max Lmax

(IV.8)

V_S = V ref⁺ XSL· ^I (IV.7)

X= =

L max

SL I

^ICmax

Le SVC fonctionne en mode de régulation

· Mode 3

VV; Z= S 2 SVC

j

1 () ; V 0 = SVC B B L max Cmax -

I

(IV.9)

V_- ^SBB

⁼(LmaxCmax)

1

· Cas où VV;Z j

= = - =

; V 0

S1 SVC SVC

BC ^max

I

Cmax

(IV.10)

V= -

S B

Dans ce cas le SVC est fonctionne complètement en comportement capacitif.

1

· Cas où V V;Zj

= = =

; V 0

S 2 SVC SVC

B ^{L max}

I

L max

(IV.11)

V=

S_B

Le fonctionnement du SVC est complètement inductif.

IV.3.2 Modèle de contrôle du SVC en régime dynamique

Cette section décrit les modèles appropriés pour les études dynamiques [51] [52]

IV.3.2.1 Modèle de contrôle simplifié

1

1+

sT_m

^XSL

- K_I

s

ed -sT

Tb

1s +

Figure IV.10 : Modèle de contrôle du SVC

Les équations décrivant le contrôleur SVC sont :

. 1

V= - (IV.12)

m ( x _m)

VV

T_m

.

X₁ =- VK (IV.13)

eI

. 1

B= - (IV. 14)

(1 SVC)

XB

^SVCT_b

Où

V_e = V_ref - V_m (IV.15)

Vx =Vs-X _SL ·Is (IV.16)

1

X

X₁

=BXB = BXB

min 1 min

max 1max (IV.17)

IV.3.2.2 Modèle de contrôle détaillé

Le circuit de mesure de la tension convertit les trois tensions fondamentales à une valeur efficace. L'erreur de signal Ve est la tension intégrée par le régulateur (régulateur purement intégral). Cela se traduit par un changement de l'angle d'amorçage à thyristor pour corriger la valeur de susceptance du SVC, ainsi réguler la tension au noeud où il est connecté au réseau.

Le régulateur de tension détermine la valeur _Bref pour rendre le signal d'erreur Ve zéro à l'état d'équilibre. Le courant peut être obtenu par la multiplication de _Bref ^et Vmes, les limites de contrôleur de susceptance sont déterminés par la taille physique du SVC _(Bmin ^et

Bmax) [52].

Le modèle du contrôle de phase (contrôle l'angle d'amorçage des thyristors) est normalement modélisé par un temps de retard (Tb). Le dispositif SVC pourrait comporter une stratégie de contrôle qui représente la chute de régime actuel (contrôle sous-tension) pour renforcer la susceptance du SVC au niveau le plus bas pour empêcher la contribution de SVC à la suite d'un défaut. Le paramètre _VCL montré sur la figure (IV. 11) peut devenir zéro fondée sur les valeurs limites sélectionnées pour Vl (low voltage) et Vh (high voltage). Un limiteur de courant est normalement prévues pour réduire le courant inductif actuelle à l'intérieur d'un temps prédéfini (T4 est d'environ 1 seconde).

_e-

s T_b

Distributeur
B

_e-s

Tb

_e-s

Tb

Régulateur

La pente

^XSL

ISVC

F

0.0

1.0

VL

VH

1 sT₄

Figure IV.1 1 : Modèle de contrôle du SVC pour l'étude dynamique (modèle détaillée) [7]

IV.4 Simulation

IV.4.1 Performances du compensateur statique SVC

Figure (IV.12) illustre un modèle de SVC connecté à un réseau électrique (voir annexe C). Ce modèle utilisé pour régler la variation de la tension du réseau due à une petite perturbation au noeud où il est connecté. Les paramètres du réseau et du contrôleur SVC sont donnés comme suit:

- Source de tension : 500 KV, 60 Hz.

- Puissance du court circuit de système : 3000 MVA.

- Puissance de la charge : Pch = 10 MW (Qch = 0 Mvar).

- Compensateur statique SVC : XSL= 0.03 p.u/200 MVA, + 200 Mvar / -100 Mvar.

Figure IV.12: Schéma d'un SVC connecter à un réseau électrique

IV.4.1.1 Caractéristique tension-courant en régime permanent

Figure (IV. 13) illustre les performances de l'état d'équilibre et dynamique d'un compensateur SVC opérer en mode de régulation de la tension sur une plage dynamique continue s'étend de 200 Mvar capacitif à 100 Mvar inductif à 60 Hz.

Caractéristique d'exploitation normale du compensateur statique

1.5

1.4

1.3

spécifié mesuré

B =1 pu/100 MVA

1.2

1.1

Vref=1 .0 pu

1

0.9

Xs= 0.03 pu/200 MVA

0.8

B =2 pu/1 00 MVA

0.7

0.6

0.5

-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Capacitive Inductive
Courant réactif (pu/1 00 MVA)

Figure IV. 13: Caractéristique tension-courant de compensateur statique SVC

Le compensateur peut fonctionner d'une façon continue sur toute sa plage de puissance: 200 Mvar capacitif à 100 Mvar inductif. Les susceptances réactives données ici sont vue du secondaire du transformateur à une tension de référence (Vref = 1 p.u). La figure (IV. 12) illustre la caractéristique tension-courant de compensateur statique SVC.

Sur cette figure, on constate que la pente de la caractéristique d'exploitation normale du compensateur n'est pas nulle. En effet, le TCR est commandé de telle sorte que la pente de la caractéristique, aussi appelée statisme, soit de l'ordre de 0.03 p.u sur la base de puissance du compensateur SVC (200 MVA).

Ce statisme (Slope) assure une certaine stabilité du compensateur en régime dynamique et transitoire.

Le SVC fonctionne en réglage de tension, le système de contrôle ajuste le courant dans le SVC de façon à ce que le courant et la tension suivent la courbe caractéristique représentée à la figure (IV. 12). Cette courbe est une droite dont la pente et la tension de référence peuvent être ajustées par le système de contrôle.

IV.4.1.2 Contrôle de la susceptance du SVC et régulation de la tension

Ces essais au simulateur consistaient à produire des perturbations à la barre où il est installé le compensateur statique, afin de vérifier s'il était en mesure de contrôler rapidement les variations de tension à la suite de ces perturbations.

Figure (IV.14-a) illustre la susceptance primaire réel et la susceptance primaire calculée (contrôlée) par le compensateur statique SVC. Cette susceptance est une image de la puissance réactive du compensateur.

Figure (IV. 14-b) représente la tension réelle vue de primaire du transformateur et la tension primaire mesuré. Initialement, la tension est stable (tension nominale 500 KV). Lorsque la tension du réseau diminue Vm = 0,97 p.u à t = 0.1s (chute de tension), a cette instant le compensateur statique intervient pour régler la tension du noeud où il est connecté au réseau, le régulateur intégral (Ki = 300, Kp = 0) contrôle la susceptance _(Bref) ^du compensateur de tel sorte qu'elle devienne purement capacitif, le courant du SVC devient plus capacitif (en avance par rapport à la tension), le compensateur SVC génère la puissance réactive au réseau, ce qui tend à réduire la chute de tension.

(a)

1

0.8

0.6

0.4

0.2

Controle de la susceptance du compensateur statique

0

-0.2

-0.4

-0.6

-0.8

-1

B réel

B controlé

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

(b) Variation de la tension du réseau

1.08

1.06

1.04

1.02

1

0.98

0.96

V réel

V mesuré

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Temps (s)

Figure IV.14 : Résultats de simulation du compensateur SVC

a) Susceptance Primaire réel et susceptance primaire contrôlé par le SVC

b) Tension primaire réel et tension primaire mesuré du réseau

Puis la tension du réseau est brusquement augmenté à t = 0,4 Vm = 1,03 p.u, le régulateur contrôle la susceptance _Bref du compensateur de façon à ce que la susceptance devienne purement inductif, le courant du SVC devient plus inductif (en retard par rapport à la tension), dans ce moment le compensateur statique absorbe la puissance réactive ce qui contribue à maintenir la tension à la référence.

Comme nous pouvons le constater, la tension contrôlée par le régulateur du compensateur statique varie dans des limites tout à fait acceptables avant de revenir à une valeur proche de la valeur de consigne V_m = V_ref = 1 p. u àt = 0.7 s.

IV.4.2 Contrôle des tensions et des puissances réactives sur un réseau de transport d'énergie électrique

Le type de compensateur statique dont il question dans cette partie de chapitre est utilisé pour régler la tension et la puissance réactive transit dans un réseau de transport, 6000 MVA à 735 KV (voir annexe D).

Le dispositif SVC est connecté au réseau à travers d'un transformateur de couplage 735KV/16KV 333 MVA (XT= 15%), ce dernier est utilisé pour abaisser la tension de 735 KV au primaire à 16 KV au secondaire. Cette opération est nécessaire pour une utilisation adéquate des thyristors de TCR et des TSCs. Le SVC est composée de trois bancs de condensateurs (3-TSCs) de 94 Mvar chacun à 16 KV ce qui fait un total de 282 Mvar capacitif, et un banc d'inductance contrôlée par thyristors (1-TCR) de 109 Mvar inductif à 16 KV et à 60 Hz.

Une commande appropriée de l'angle d'amorçage des thyristors de TCR permet une variation continue de l'amplitude de la composante fondamentale du courant dans le TCR.

Vu du réseau, cette variation de courant inductif est perçue comme une variation de la susceptance du compensateur. Le compensateur peut donc opérer sur une plage dynamique continue de 109 Mvar. L'ajout de condensateurs commutables a pour effet de déplacer cette plage dynamique dans la zone capacitive du compensateur.

Si aucun condensateur n'est en service, la plage dynamique s'étend de 0 Mvar à 109 Mvar inductif. Si un condensateur de 94 Mvar est en service, la plage dynamique du compensateur est restreinte à 94 Mvar capacitif jusqu'à 15 Mvar inductif. De même, si un deuxième condensateur est mis en service, la plage dynamique s'étend de 188 Mvar capacitif jusqu'à 79 Mvar inductif. De cette façon, le compensateur peut fonctionner d'une façon continue sur toute sa plage de puissance : 282 Mvar capacitif jusqu'à 109 Mvar inductif.

La susceptance équivalente du SVC vu de coté primaire du transformateur, peut être varié en continue de -1.04 (p.u/100 MVA) inductif jusqu'à 3.04 (p.u/100 MVA) capacitif. Cette susceptance est une image de la puissance effective du compensateur statique SVC.

Figure IV.15: SVC +300 Mvar/-100 Mvar connecté sur un réseau électrique à 735 KV

Le régulateur de la tension envoie des impulsions aux gâchettes des 24 thyristors (2 thyristors par phase) afin d'obtenir la susceptance requis par le régulateur.

Le SVC est en mode de réglage de la tension, sa tension de référence est fixé à 1.0 p.u, la chute de tension en régime actuel (voltage droop) est de 0.01 p.u/100 MVA (0.03 p.u/300MVA).

Par conséquent, lorsque le SVC change sont point de fonctionnement de (+3 00 Mvar) capacitif à (-100 Mvar) inductif, la tension du SVC varie entre 1-0.03 = 0.97 p.u jusqu'à 1+0.0 1 = 1.01 p.u. Le régulateur de la tension est de type purement intégral (Kp = 0 et Ki = 800), la pente (statisme _XSL= 1%).

Chapitre IV : Simulations et analyses des résultats

Courant de phase A (Seq.Pos).

(a)

2

1.5

Ia

1

0

-1

-1.5

-2

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

(c)

1.06

1.04

1.02

Vm Vref

1

0.98

0.96

0.94

0.92

0.9

Tension de référence et Tension mesuré

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

(b)

1.5

1

0.5

0

-0.5

-1

-1.5

Tension de phase A (Seq.Pos)

Va

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

(d)

300

Qsvc

250

200

150

100

50

0

-50

-100

(e)

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Qsvc absorber et injecter sur le réseau

Susceptance primaire calculée par le compensateur statique SVC

3

2.5

Bsvc

2

1.5

1

0.5

0

-0.5

-1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Temps

Figure IV.16: Simulation de la réponse dynamique du compensateur SVC a) et b) Formes d'ondes du courant et de la tension de la phase A.

c) Tension primaire mesurée (séquence positive).

d) Puissance réactive absorber et injecter par le SVC

e) Susceptance primaire contrôlé par le SVC

Au départ de la simulation, la tension de la source est fixée à 1.004 p.u, la tension mesurée au primaire du transformateur égale à la tension de référence 1 p.u (figure IV. 16- d), à ce moment le SVC est hors service, le courant débité est nulle (figure IV. 16-a).

Ce point de fonctionnement est obtenu avec TSC1 en service (figure IV.17.b) et le TCR presque en pleine conduction á = 96° (figure IV.17-a).

À t = 0.1s, la tension au primaire est subitement passé à 1.025 p.u, le SVC réagit en absorbant la puissance réactive (Q = - 95 Mvar) afin de maintien la tension à 1.0.1 p.u.

Les 95% de temps d'établissement sont d'environ 135 ms. A ce stade, les trois TSCs sont hors services, et le TCR est presque en pleine conduction (á = 94°).

À t = 0.4s, la tension est brusquement ramené à 0.93 p.u, à cette instant, le SVC génère 256 Mvar de sa puissance réactive, ce qui fait augmenter la tension à 0.974 p.u. A ce stade, les trois TSCs sont en service, et le TCR absorbe environ 40% de sa puissance réactive nominale á = 120° (figure IV.18-a).

Amorçage de l'angle alpha (deg)

(a)

180

alpha TCR

160

140

120

100

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Nombre TSCs en service

(b)

4

n-TSCs

3

2

1

0

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Figure IV.17: Signaux de commande envoyer aux gâchettes des thyristors de TCR et TSCs

a) l'amorçage de l'angle á.

b) nombres de TSCs en service.

Le circuit de commande des gâchettes des thyristors de TCR et des TSCs utilise la tension secondaire comme tension de synchronisation. Comme cette tension est déformée à cause de son spectre en fréquence complexe, les performances du système de synchronisation sont dégradées. Ce phénomène, causé en majeure partie par la saturation magnétique de transformateur du compensateur (tenant compte de la réactance de fuite du transformateur XT). Sur la figure (IV.17-b), on observe comment les trois TSCs sont allumés et éteints (séquentiellement). Chaque fois qu'un TSC est allumé, l'angle d'amorçage á change de 180° (conduction nulle) à 90° (conduction plein) illustrée sur la figure (IV.17-a).

Enfin, au temps t = 0.8s, le compensateur statique SVC à réussi le maintien de la tension du réseau à la tension de référence (1.0 p.u), et sa puissance réactive _(QSVC) généré au réseau est réduite à zéro.

(a)

-1

2

0

2

1

á = 120

Vab sec Iab TCR

0.65 0.655 0.66 0.665 0.67 0.675 0.68 0.685 0.69 0.695 0.7

(b)

1.5

Impulsion envoyer aux gachettes des thyristors

impulsion + impulsion -

1

0.5

0

-0.5

0.65 0.655 0.66 0.665 0.67 0.675 0.68 0.685 0.69 0.695

Temps (s)

Figure IV.18: Tension et courant dans le TCR pour un angle d'amorçage á = 120°

a) courant de TCR dans la branche AB.

b) impulsions (+ & -) généré par le système de commande.

Chapitre IV : Simulations et analyses des résultats

x 10⁴ Tension secondaire max (V) branche AB

3

2

0

-2

-3

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

x 10⁴ Tension aux bornes de thyristors-TSC1 (V) AB

6

4

2

0

-2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Courant généré par TSC1

2

1

0

-1

-2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1.5

1

0

-1

-1.5

Tension aux bornes de TSC1 (p.u) AB

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Impulsions (+/-)

1.5

1

0.5

0

-0.5

Impul + Impul -

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Temps

Figure IV.19: Résultats de simulation du TSC1 (branche AB)

Chapitre IV : Simulations et analyses des résultats

Courant généré par TSC2 (branche AB)

2

1

0

-1

-2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Tension aux bornes de TSC2 (branche AB)

1.5

1

0.5

0

-0.5

-1

-1.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Impulsions ( + / - )

1.5

1

0.5

0

-0.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Impul + Impul -

Temps

Figure IV.20: Résultats de simulation du TSC2 (branche AB)

Courant généré par TSC3

2

1

0

-1

-2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1.5

1

0.5

0

-0.5

-1

-1.5

Tension aux bornes de TSC3 (AB)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Impulsion (+/-)

1.5

1

0.5

0

-0.5

Impul + Impul -

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Temps

Figure IV.21: Résultats de simulation du TSC3 (branche AB)

Courant absorbé par TCR (p.u) branche AB

1.5

1

0.5

0

-0.5

-1

-1.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Amorçage de l'angle alpha

180

160

140

120

100

80

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Signaux de commande

1.5

1

Impul + Impul -

0.5

0

-0.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Temps

Figure IV.22: Résultats de simulation du TCR (branche AB)

Les tensions et les courants dans les trois TSCs ainsi dans le TCR et les signaux de commande qui contrôle les gâchettes des thyristors sont illustrés sur les figures (IV. 19) (IV.20) (IV.21) (IV.22). On remarque que dans l'intervalle du temps [0,0.1] s, la tension mesuré par le compensateur statique suivre la tension de référence, le TSC1 et le TCR sont en service car ils sont en conduction. TSC2 et TSC3 sont hors service, le TSC1 débit au réseau un courant capacitif de telle sorte que la puissance réactive transits sur le réseau reste dans les limites désirées. A ce moment le TCR opère en parallèle avec le TSC1 (figure IV.22) en cas d'un dépassement de courant capacitif sur le réseau.

A l'instant t = 0.135s, une surtension est parvienne sur le réseau, dans les premiers instants qui suivent l'élimination de cette perturbation (0.135s à 0.4s), le courant capacitif dépasse les limites, à ce moment les trois TSCs sont hors service (aucun courant capacitif est débité au réseau), le TCR fonctionne en pleine conduction á = 94° (purement inductif) pour maintien la tension à la référence.

A l'instant t = 0.4s, la tension est brusquent chuté à 0.93 p.u, à cette instant, le SVC génère 256 Mvar de sa puissance réactive, ce qui fait augmenter la tension à 0.974 p.u. Durant la simulation de ce problème, les trois condensateurs commutables sont en service

(courant capacitif maximum débité par ces derniers), le TCR est faiblement sollicité (á = 120°) de sorte que le compensateur SVC reste plafonné au voisinage de son niveau maximum capacitif (282 Mvar).

Les trois TSCs cessent de conduire et la puissance réactive injecter au réseau dégrade par étape de 94 Mvar (en premier étape en déclenche le TSC3, puis en deux étape en déclenche le TSC2), alors que le TCR essaie d'amortir l'oscillation de tension à l'instant t = 0.7 s. Après cette durée, juste le TSC1 et le TCR restent en service jusqu'à qu'ils maintiennent la tension à la référence, cette action est réalisée à l'instant t = 0.8 s. (figure IV.16)

Si par erreur les impulsions d'amorçage ne sont pas envoyées au bon moment, de très grandes surcharges peuvent être observés dans les valves de TSCs.

Le système de protection du système de synchronisation, inclus dans le contrôleur du compensateur, interrompt les impulsions d'amorçage des thyristors. Dans ces conditions, le compensateur statique est complètement hors service (QSVC = 0 Mvar). Le réseau alimente le transformateur du compensateur statique, dont le secondaire est à vide.

IV.5 Simulation des harmoniques dans le TCR

Distorsion de tension aux bornes de TCR-ab ( 6 cycle)

1.5

1

0.5

0

-0.5

-1

-1.5

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

Temps

Fondamental (60Hz) = 1.001 , THD = 2.55%

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Ordre d'harmonique

Figure IV.23 : Distorsion de Tension aux bornes de TCR-AB et l'ordre d'harmonique

Figures (IV.23), (IV.24) illustrent la déformation des ondes de tension et du courant, le taux de distorsion d'harmonique de la tension est de 2.55% et le taux de distorsion d'harmonique du courant est de 9.90%. L'harmonique d'ordre 3 et multiple de 3 est presque éliminé, car le TCR est branché en triangle (en Delta). Des filtres d'ordre réduit sont placés sur le réseau en parallèle avec le compensateur statique SVC à pour but d'éliminés le 5^ème , 7^ème et 1 1^ème harmoniques. Les autres harmoniques sont négligeables par rapport à la composante fondamentale.

Courant dans TCR-AB

1

0.5

0

-0.5

-1

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

Temps

Fondamental (60Hz) = 0.8708 , THD = 9.90%

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Ordre d'harmonique

Figure IV.24 : Distorsion de Courant dans le TCR-AB et l'ordre d'harmonique

IV.6 Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons montré le modèle de contrôle du SVC, ainsi on a étudiés deux modes de fonctionnement (mode de contrôle en régime permanent et mode de contrôle en régime dynamique). Les résultats des simulations obtenus, montrent que le SVC permet de contrôler la tension et la puissance réactive du réseau de manière plus

flexible et plus sûre.

Conclusions générales et perspectives d'avenir

Le travail présenté dans ce mémoire est une contribution originale au problème de contrôle des puissances réactives et des tensions dans un réseau de transport d'énergie électrique.

L'approche proposée s'est concentrée en particulier sur l'élimination de violation des contraintes de tensions survenue lors des perturbations et le contrôle des puissances réactives transmises sur le réseau. L'objectif à un but d'étudier un dispositif de réglage sur lequel on agit pour contrôler aussi rapidement la variation de la tension, ainsi le transit de puissance réactive d'un réseau électrique.

Ce travail a commencé par l'analyse de la tenue de la tension sur le réseau électrique ainsi l'intérêt de la compensation des lignes de transport d'énergie électrique.

Dans ce contexte, plusieurs types de dispositifs FACTS ont été présentés tel que le compensateur statique de puissance réactive, le compensateur statique synchrone, le compensateur série à thyristors, les régulateurs de tension, les dispositifs déphaseurs et le contrôleur de transit de puissance unifié, ainsi d'autre dispositifs FACTS.

Parmi ces outils de contrôle, on a choisi le compensateur statique de puissance réactive (SVC) à cause de sa simplicité de contrôle et son coût dans le marché (moins cher par rapport aux autres FACTS). L'étude du compensateur statique SVC, présentée dans ce travail, est constituée de trois parties, à savoir:

· Description des éléments qui constituent le dispositif SVC.

· Modélisation du compensateur statique et sont principe de fonctionnement.

· Contrôle optimal de puissance réactive compensée sur le réseau électrique par dispositif SVC.

Le réglage des tensions et le contrôle des puissances réactives d'un réseau électrique au moyen de dispositifs SVC à été vérifier par des simulations faites sur des réseaux de transport d'énergie électrique sous environnement Matlab.

Les résultas obtenues par les simulations, nous montrent que la tension contrôlée par le régulateur du compensateur statique SVC varie dans des limites tout à fait acceptables avant de revenir à une valeur proche de la valeur de référence, le régulateur de tension contrôle la susceptance _(Bref) du compensateur statique, et comme cette susceptance est une image de la puissance réactive, cette dernière sera calculée directement par le compensateur afin de

développer (ou absorber) la puissance réactive dans la barre où le SVC est connecté au noeud du réseau de manière à satisfaire la demande de puissance réactive de la charge de manière plus flexible et plus sûre.

Avant de terminer cette conclusion, il serait intéressant de proposer quelques thèmes pouvant constituer une suite à ce travail:

Développements futurs

Afin de compléter les travaux effectués dans ce mémoire, on peut envisager quelques sujets de recherche suivants:

· Le premier sujet consisterait en une intégration d'une stratégie de contrôle coordonnée des dispositifs FACTS dans le réseau électrique.

· Le deuxième sujet consisterait à la conception d'un système expert, basé sur les méthodes de l'intelligence artificielle pour l'optimisation des tensions et des puissances réactive dans un réseau d'énergie électrique, qui remplace les méthodes conventionnelles basées sur un modèle complet du réseau pour effectuer une optimisation globale. Cependant, la modélisation demandes des données complètes du réseau qui en réalité sont très difficiles à collecter. Donc il faut développé une technique basé sur l'optimisation locale. D'où le choix de l'approche système expert basé sur les algorithmes heuristiques composés d'une série de règles et qui prennent en considération les connaissances des opérateurs.

· La considération de l'objectif économique de l'optimisation des tensions et des puissances réactives dans l'approche. Celle-ci permettrait d'améliorer encore plus des décisions prises par le système expert.

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Annexe A

Relation entre le coefficient S et l'angle d'amorçage á

S	á	S	á
1.000000000	0	0.040491637	46
0.956164777	1	0.036280144	47
0.913547039	2	0.032414939	48
0.872144938	3	0.028875913	49
0.831954360	4	0.025643488	50
0.792970836	5	0.022699526	51
0.755187809	6	0.020025203	52
0.718597829	7	0.017602308	53
0.683191597	8	0.015414826	54
0.648959696	9	0.013445455	55
0.615890324	10	0.011678257	56
0.583971202	11	0.010098130	57
0.553188920	12	0.008691263	58
0.523529232	13	0.007443009	59
0.494976401	14	0.006339857	60
0.467513919	15	0.005369971	61
0.441124916	16	0.004520902	62
0.415790766	17	0.003781117	63
0.391492873	18	0.003140824	64
0.638211538	19	0.002589325	65
0.345926344	20	0.002117207	66
0.324616194	21	0.001715743	67
0.304260015	22	0.001377497	68
0.284835339	23	0.001094576	69
0.266319841	24	0.000859465	70
0.248690367	25	0.000666664	71
0.231923699	26	0.000510063	72
0.215995923	27	0.000384236	73
0.200883448	28	0.0002842 12	74
0.186561748	29	0.000205968	75
0.173006713	30	0.000146280	76
0.160193652	31	0.000100897	77
0.148097932	32	0.000067847	78
0.136695221	33	0.000043751	79
0.125960454	34	0.000027700	80
0.115869604	35	0.000016298	81
0.106397651	36	0.000009278	82
0.097520754	37	0.000004648	83
0.089214489	38	0.000001897	84
0.081454404	39	0.000000816	85
0.074217819	40	0.000000408	86
0.067480676	41	0.000000266	87
0.061219744	42	0.000000085	88
0.055412412	43	0.000000009	89
0.050036825	44	0.000000000	90
0.045070522	45

Annexe B

Algorithmes qui décrit le calcul numérique de la puissance réactive compensé pour les différentes configurations du SVC

Algorithme (a) : Compensateur statique type FC-TCR

Etape 1

Calculer Si en utilisant eqn. (III.53).

Etape 2

ð

Si Si < 0 (ou > 1), laissez á_i = (ou 0); autrement, utiliser le tableau présenté dans

2

l'annexe (A) pour obtenir l'angle d'amorçage á.

Algorithme (b) : Compensateur statique type TCR-TSC

Etape 1

Sélectionner ki tel que 0 = k _i C _{t, i}- C i* < C t, i .

Etape 2

Calculer Si en utilisant eqn. (III.55).

Etape 3

ð

Si Si < 0 (ou > 1), laissez á_i = (ou 0); autrement, utiliser le tableau présenté dans

2

l'annexe (A) pour obtenir l'angle d'amorçage á.

Algorithme (c) : Compensateur statique type TCR,TSR-FC

Etape 1

Calculer pi + Si en utilisant eqn. (III.57).

Etape 2

Sélectionner pi tel que 0 = S_i = 1.

Etape 3

ð

Si Si < 0 (ou > 1), laissez á_i = (ou 0); autrement, utiliser le tableau présenté dans

2

l'annexe (A) pour obtenir l'angle d'amorçage á.

Algorithme (d) : Compensateur statique type TCR,TSR-TSC

Etape 1

Sélectionner ki, tel que 0 =kiC _{t, i}- C i* < C t, i .

Etape 2

Calculer pi + Si en utilisant eqn. (III.58).

Etape 3

Sélectionner pi tel que 0 = S_i = 1.

Etape 4

ð

Si Si < 0 (ou > 1), laissez á_i = (ou 0); autrement, utiliser le tableau présenté dans

2

l'annexe (A) pour obtenir l'angle d'amorçage á.

Annexe C

Modèle de phase d'un compensateur statique de puissance réactive SVC

Annexe D

Exemple d'un compensateur statique SVC + 300 Mvar/-100 Mvar (1TCR-3TSCs) connecté sur un réseau à 735 KV

Static Var Compensator +300Mvar/-100Mvar

Régulateur de tension Circuit de mesure

Unité de distribution