Amélioration du transit de puissance par les facts et simulation sur Matlab/Simulink d'un réseau électrique.

3-5/ PRESENTATION ET ANALYSE DE L'UPFC SUR UN RESEAU

Classiquement, la gestion des processus expérimentaux par la méthode des plans d'expériences est effectuée sur des installations réelles pour lesquelles il y a modification effective des conditions expérimentales.

L'avènement de l'ordinateur a favorisé l'usage des simulations numériques; qui sont considérées comme des expériences virtuelles (de calcul) car l'objet étudié n'existe pas, mais son comportement est renseigné informatiquement par des modèles numériques. Le domaine scientifique attaché à l'étude des réseaux électriques a considérablement bénéficié de cette révolution technique, à cause des contraintes pratiques et de coût qui rendent une expérimentation réelle impossible. On a ainsi cherché à reproduire numériquement le comportement de l'écoulement de puissance d'un réseau haute tension. Grâce à la méthode de NEWTON RAPHSON pour le calcul des tensions nodales, on a pu établir les relations existantes entre quelques grandeurs existantes dans le réseau. Notre illustration est consacrée principalement à l'étude des problèmes de réglage, de commande de la puissance réactive et de la tension dans le but de réduire les pertes de puissance et par conséquent améliorer le niveau de tension et la capacité de transport des lignes du réseau (amélioration des indices technico-économiques).

3-7-2 / CARACTERISTIQUE DU MODEL MATHEMATIQUE DE L'UPFC

Le modèle mathématique de l'UPFC est établi dans le but d'étudier les relations entre le réseau électrique et l'UPFC en régime stationnaire. Le schéma de base est donné sur la

(Figure. 3.3). Cette figure représente un schéma unifilaire d'un réseau électrique et d'un UPFC installé dans une ligne de transport.

UPFC

Figure. 3.3 : Modèle mathématique de l'UPFC et le système de transmission

3-8/ CONCLUSION

Dans ce chapitre, nous avons essayés de montrer les opportunités d'améliorations du transit de puissance qu'offre les FACTS à travers l'UPFC malgré le coût d'investissement exorbitant et l'impact sur l'environnement qui est faible, puis les délais d'installation courts, le disposer sur un réseau électrique vaut la peine pour le bien de l'amélioration du transit de puissance.

CHAPITRE 4: CAS DE SIMULATION SUR MATLAB/SIMULINK D'UNE LIGNE AVEC UPFC.

4.1 INTRODUCTION

Le but de cette partie réservée à la simulation est de valider de manière générale la présentation théorique des FACTS décrite précédemment.

Chacun des dispositifs FACTS, cité dans le précédent chapitre, réalise une fonction particulière.

- les compensateurs parallèles : utilisés pour la compensation de la puissance réactive et éventuellement la compensation des harmoniques de courant ;

- les compensateurs séries : utilisés pour le contrôle de la puissance active et éventuellement la compensation des harmoniques de tension ;

- les compensateurs déphaseurs : utilisés en général, pour le contrôle de la puissance réactive et en particulier, pour le contrôle, à la fois de la puissance active et réactive.

A l'aide du logiciel MATLAB/SIMULINK/SIMPOWER SYSTEM, nous avons dans un premier temps, pour un réseau type donné, observé les performances d'un SVC et d'un STATCOM, tous deux assurant la compensation shunt, et ensuite avons fait une comparaison.

Dans un second temps, nous avons observé le comportement du même réseau, lorsqu'on y insère un UPFC. Les modèles de ces dispositifs sont développés dans SIMPOWER SYSTEM.

De manière générale, pour chaque dispositif, nous avons observé le transit de puissance et la tenue en tension dans le réseau.

4-2 PRESENTATION DU RESEAU ETUDIE.

C'est le corridor ouest du réseau sud d'AES-SONEL. Il est connu pour sa mauvaise tenue en tension. Ce réseau nous sert seulement de base d'étude. Nous y avons apporté quelques modifications au niveau des différentes charges.

C'est un réseau radial, structuré en différents tronçons de longueurs différentes avec des foyers de charges différentes. (annexe2)

- Bekoko-Nkong : 113.6Km ; la charge à Nkong est de 14.3 MW.

- Nkong-Bafoussam : 94Km ; la charge à Bafoussam est de 24.1 MW.

- Bafoussam-Bamenda : 70Km ; la charge à Bamenda est de 14.6 MW.

Nous allons considérer ces charges résistives. Le tableau ci-après nous présente :

1) le niveau de tension à Bekoko, Nkong, Bafoussam et à Bamenda.

	Tension entre Phase (rms)	Puissance active
Bekoko	73.06KV ; 11.03°	35.06MW
Nkong	63.34KV ; -2.75°	35.65MW
Bafoussam	58.83KV ; -12.48°	24.97MW
Bamenda	57.73KV ; 9.02°	9.02MW

2) Le transit de puissance sur toute la ligne.

Tableau 4-1 : Tensions et puissances actives dans le réseau seul.

4-3 SIMULATION DU RESEAU AVEC L'UPFC

Cette simulation à pour but de montrer comment l'UPFC peut augmenter le transit de puissance dans un réseau.

Nous considérons toujours le même réseau avec une chute de tension considérable. Le modèle du UPFC utilisé est de type phaseur. Il est constitué de deux convertisseurs de 30MVA. Le convertisseur série injecte 10% de la tension nominale dans la ligne. (Réseau de simulation, voir annexe5).

Le tableau ci-après présente les niveaux de tension sans et avec l'UPFC.

	Tension entre Phase sans l'UPFC	Tension entre Phase avec l'UPFC (rms)	Puissance active sans l'UPFC	Puissance active avec l'UPFC
Bekoko	73.06KV ; 11.03°	89.88KV ; 29.82°	35.06MW	93.03MW
Nkong	63.34KV ; -2.75°	77.92KV ; 16.04°	35.65MW	96.75MW
Bafoussam	58.83KV ; -12.48°	72.37KV ; 6.31°	24.97MW	79.60MW
Bamenda	57.73KV ; 9.02°	71.06KV ; 3.41°	9.02MW	19.92MW

Tableau 4-2 : Tensions et Puissance actives sans et avec L'UPFC

Les courbes qui suivent présentent l'évolution des tensions et des puissances sur chaque noeud de mesure.

Variables Nkong : Violet ; Variables Bekoko : Jaune ; Variables Bafoussam : Bleu ; Variables Bamenda : Rouge

Figure 4-1 : Courbes des tension et puissances avec l'UPFC.

Figure 4-2 : Courbes de Puissances actives et réactives à chaque noeud.

Ces courbes démontrent tout simplement que les valeurs ``mesurées'' au niveau de l'UPFC suivent exactement les grandeurs de références.

3-5 CONCLUSION

Les dispositifs FACTS permettent de résoudre des problèmes techniques dans des réseaux électriques de transport d'énergie :

- Puissance maximale transmissible,

- Surcharge de certaines lignes dans les réseaux maillés, surtout interconnectés,

- Tenue en tension,

- Stabilité,

- Oscillations de puissance...

Les simulations faites dans ce chapitre nous ont permis, en termes de tenue de tension et d'augmentation de puissance transmissible, de montrer l'apport du dispositif utilisé (UPFC) dans un réseau.

ANNEXES