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Optimisation de l'énergie réactive dans un réseau d'énergie électrique

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par Brahim GASBAOUI
Université BECHAR - MAGISTER 2008
  

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Introduction generale

État de recherche

L'industrialisation et la croissance de la population sont les premiers factures pour

lesquels la consommation de l'énergie électrique augmentée régulièrement .Ainsi, pour

avoir un équilibre entre la production et la consommation, il est : a première vue

nécessaire d'augmenter le nombre de centrales électriques, des lignes, des

transformateurs etc., ce qui implique ne augmentation de coût et une dégradation du

milieu naturel.

Par conséquente ,il est aujourd'hui important d'avoir des réseaux maillés et de

travailler dans la zone proche des limites de stabilités afin de satisfaire ces demandes

.Avec la dérégulation du marché de l'électricité ,on s'attend irrémédiablement à une

augmentation du nombre des échange non planifier .Si ces derniers .Si ces derniers n'

obéissent pas aux lois de Kirchhoff, et ne sont pas contrôlés ,des problème peuvent

survenir dans le réseaux Certaines lignes situées sur le chemine privilégies peuvent être

surchargées .Des lors ,il est intéressante pour le gestionnaire de réseaux de contrôler ces

transite afin d'exploiter le réseaux de manière plus efficace et plus sure.

Ces dernières décennies, plusieurs méthodes d'optimisation ont été développées et

pour Ayant pour but d'assure une sécurité et une réduction du coût .Toutes ces

techniques se réfèrent a l'ensemble de l'écoulement optimal de puissance OPF et sont

généralement utilises comme des outils de planification et d'exploitation .Mais, elles

présentent néanmoins une certaine limite pour leurs utilisations en temps réel, leurs

utilisations en temps réel.

Le problème d'optimisation dans les systèmes électriques de puissance,

résulte à partir du moment où deux unités au plus de production devaient alimenter

plusieurs charges, obligeant l'opérateur à décider comment repartir la charge entre les

différentes unités. Historiquement, les premières méthodes d'optimisation ont été

réalisées par rapport au contrôle de la puissance active. Ce qui est connue, actuellement,

sous la dénomination de la répartition économique classique dont l'objectif principal

est de déterminer la puissance active à générer par les différentes unités de production,

en minimisant les coûts de génération. Mais, après il a été constaté que l'optimisation de

la puissance active n'est pas suffisante. Une mauvaise gestion de la puissance réactive

augmente les pertes d'où un accroissement des coûts de production.

Le développement des techniques de programmation et de la puissance de

calcul des ordinateurs, a contribué à la résolution des systèmes de plus en plus

complexes. Cette évolution a conduit à l'élaboration de nouvelles méthodes de

résolution qui sont connues sous l'appellation : répartition optimale des charges ou OPF

(Optimal Power Flow). Pour la planification et l'exploitation des systèmes électriques de

puissance, l'OPF permet d'optimiser des fonctions objectives distinctes liées à des

contraintes.

Actuellement, pour toute entreprise électrique, l'OPF est devenu un outil

indispensable. En exploitation, un OPF détermine périodiquement les valeurs optimales

des variables électriques, en considérant toutes les contraintes et les limites. En se

basant sur ces valeurs optimales, les opérateurs réalisent les manoeuvres nécessaires

pour obtenir l'exploitation optimale du système, en suivant les variations de la demande.

En planification, l'OPF est utilisé pour planifier les changements pourront se produire

sur le réseau en dehors de l'état optimal du système.

il y a deux classes de technique d'optimisation. Dans la première, les conditions

d'optimalité du premier ordre sont dérivées du Lagrangien et simultanément résolues

par la méthode Newton Raphson. Des que les équations du réseau et les contraintes

d'inégalité apparaissent explicitement dans le Lagrangien, des solutions fiables sont

disponibles jusqu'à la convergence du processus itératif interactif.

Le problème de contrôle de la tension et de l'énergie réactive des systèmes

électriques est à présenter une des principales préoccupations des entreprises de

production et de distribution de l'énergie électrique. La recherche entreprise sera basée

sur les contrôles des tensions et la répartition optimale des puissances réactives.

Ainsi, pour avoir un équilibre entre la production et la consommation, il est en

première vue il est nécessaire d'augmenter le nombre de centrale électrique, de lignes

de transformateurs etc., ce qui implique une augmentation de coût et une dégradation

du milieu naturel .En conséquence, il est aujourd'hui important d'avoir des réseaux

mailles et de travailler proche des limites de stabilité. Enfin, une dernière partie sera

consacrée à la répartition optimale des puissances (OPF) où une ou plusieurs variables

de contrôle peuvent être optimisées. Le choix de la méthode se fera en fonction des

contraintes choisies. Un processus d'optimisation basé sur le contrôle de tension en

injecte des SVC sur différente portions du réseau. Cela permettra d'optimiser la

puissance réactive des différents groupes de production permettant la minimisation des

pertes actives totales du réseau.

Dans cette étude nous proposons optimisation le l'énergie réactive dans le réseau

électrique qui revienne soit à contrôler les tensions au niveau des différentes noeuds du

réseau, par injection des SVC dans les noeuds violé. L'objective principale de cette thèse

est de contrôler les tensions Nodales avec SVC.et l'emplacement optimal des

condensateurs dans le réseau électrique.

Organisation

Le chapitre 1 se résume à définir la puissance réactive dans le réseau d'énergie

électrique. Le chapitre 2 présente, le calcul de l'écoulement de puissance tel que la

méthode de Gauss Seidel, Newton Raphson, découpler et découpler rapide .Le chapitre

3, abordera les méthodes d'optimisations, on explique l'optimisation du system

électrique tel que la méthode de gradient réduit dans la minimisation des pertes actives.

Le chapitre 4, décrit le les compensateur statiques de l`énergie réactive (SVC).Le

Chapitre 5 présente une approche Fuzzy_Ant sur l'emplacement optimal des

condensateurs sur le réseau électrique Enfin le chapitre 6, concerne l'expérimentation et

discussions des résultats des différentes méthodes appliqués au réseau de 25 noeuds et

présentation d'une application développée en MATLAB 7.04.

chapitre1

Puissance réctive dans les réseaux d'enrgie électrique

1.1. INTRODUCTION

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