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ETUDE ET OPTIMISATION DES PERTES TECHNIQUES DU RESEAU ELECTRIQUE DE LA SONABEL

ETUDE ET OPTIMISATION DES PERTES TECHNIQUES DU RESEAU ELECTRIQUE DE LA SONABEL MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER EN INGENIERIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT OPTION : GENIE ENERGETIQUE ------------------------------------------------------------------ Présenté et soutenu publiquement le 28/10/2016 par HAMADOU Saleh Bouba Travaux dirigés par : Ing. MOUSSA KADRI Sani Assistant d’enseignement et de Recherche au Départemen GEEI, 2iE Ing. Pierre NIKIEMA Chef du Service Conduite No 1, SONABEL Jury d’évaluation du stage : Président : Dr. Sayon SIDIBE Membres et correcteurs : Ing. Justin BASSOLE Ing. MOUSSA KADRI Sani Promotion [2014/2015] Étude et optimisation des pertes techniques du réseau électrique de la SONABEL Hamadou Saleh Bouba Mémoire Master d’Ingénierie Promotion 2014/2015 Soutenu le 28/10/2016 Page i CITATION “If you think that education is expensive so wait and see how much ignorance costs” “Si vous pensez que l’éducation est chère, alors attendez et voir combien coûte l’ignorance” Barack Obama Étude et optimisation des pertes techniques du réseau électrique de la SONABEL Hamadou Saleh Bouba Mémoire Master d’Ingénierie Promotion 2014/2015 Soutenu le 28/10/2016 Page ii Remerciements Je remercie sincèrement l’ensemble du corps professoral de 2iE en général et celui du Département Génie Électrique et Énergétique en particulier pour la qualité de la formation et leur préoccupation continue quant à notre réussite et intégration dans la vie professionnelle. Mes remerciements vont également à l’endroit de celui grâce à qui ce document a pu être réalisé, je pense principalement à mon maitre de stage, Mr. Pierre NIKIEMA de la SONABEL, sans votre appui et conseils ce document n’aurait pas vu le jour. Je vous en serai toujours reconnaissant. À mon tuteur académique de 2iE Ing. MOUSSA KADRI Sani pour ses conseils et orientations. À Mr. Bapio BAYALA sans le soutien de qui je n’aurais pas obtenu le stage et effectuer ce travail. Je n’oublierai pas Mr. TAPSOBA Grégoire Chef du DME pour m’avoir accueilli dans son département, à Mr. Moustapha et Mr. Koulibaly du DT et à tous les techniciens et agents du DT et DME. En fin à toute ma famille pour son soutien indéfectible et son amour inconditionnel durant toutes mes années d’études dans le bon comme dans le mauvais moment, et à ceux-là qui ont choisi volontairement de financer mes études à 2iE malgré le coût élevé, je pense spécialement à IDRISS Saleh Bouba et YAYA Saleh Bouba, je n’ai pas de mot pour vous, seul Dieu vous payera. Étude et optimisation des pertes techniques du réseau électrique de la SONABEL Hamadou Saleh Bouba Mémoire Master d’Ingénierie Promotion 2014/2015 Soutenu le 28/10/2016 Page iii Dédicaces Je dédie ce mémoire à ma defunte grand-mère Haoua LAWAN qui depuis l’âge de six mois m’a prise avec elle, éduqué et a fait de moi la personne que je suis. Jamais je ne t’oublierai, tu resteras à jamais dans mon cœur. Restes en paix ! En fin je le dédie à mes parents, grand parents, frères et sœurs, oncles et tantes, cousins et cousines, neveux et nièces, bref, à toute ma famille. Étude et optimisation des pertes techniques du réseau électrique de la SONABEL Hamadou Saleh Bouba Mémoire Master d’Ingénierie Promotion 2014/2015 Soutenu le 28/10/2016 Page iv RESUME Lors de sa production, son transport et sa distribution, l’énergie électrique connait des pertes parfois considérables au point même de mettre en danger la santé économique de l’entreprise opérant dans le domaine d’électricité. Ceci dit, non seulement la maitrise de ces pertes d’énergies devrait être l’une des priorités de ces entreprises, mais aussi l’optimisation permanente de ses pertes. Ainsi, les pertes globales moyennes de la SONABEL de 2011 à 2013 sont de 17,3% de la production, ce qui est énorme pour une entreprise qui se veut compétitive. L’objectif de notre mémoire est donc l’optimisation de ces pertes, principalement les pertes techniques par des moyens de compensation d’énergie réactive, précisément les SVC qui sont de la famille des FACTS. Le SVC fonctionne de façon intelligente et optimale, il agit selon le besoin du réseau. Il donne de l’énergie réactive lorsqu’elle est en manque et en même temps absorbe le surplus de la même énergie réactive lorsqu’elle est trop dans le réseau, ce qui contribue à maintenir la tension dans la plage de consigne, ce qui permet un certain équilibre du réseau et fait accroitre les puissances de transit, ce qui a pour conséquence la diminution des pertes techniques. Économiquement cette compensation serait non seulement viable, mais surtout la totalité des dépenses engrangées est remboursée en seulement quatre ans et demi. En effet, le montant total d’investissement est estimé à cinq milliards de francs CFA pour un gain annuel de 1.2 milliards de francs CFA. Et sur le plan environnemental, une économie de 2,5 tonnes de CO2 sera réalisée. Mots Clés : 1 - ENERGIE REACTIVE 2 - OPTIMISATION 3 - PERTES 4 - SIMULATION 5 - SVC Étude et optimisation des pertes techniques du réseau électrique de la SONABEL Hamadou Saleh Bouba Mémoire Master d’Ingénierie Promotion 2014/2015 Soutenu le 28/10/2016 Page v ABSTRACT During its production, transportation and distribution, electric power knows sometimes considerable losses to the master point endanger the economic health of the operating company in the electrical field. So not only the mastery of his energy losses should be a priority for these companies, but also the ongoing optimization of its losses. Thus, average global losses of SONABEL from 2011 to 2013 are 17.3% of production, which is huge for a company that wants to compete. The purpose of our work is therefore optimizing these losses, mainly technical losses by means of reactive power compensation, precisely the SVC that belongs to FACTS family. The SVC works intelligently and optimally, because it did according to the need of the network. It provides reactive power when in need and at the same time absorbs the surplus of the same when there is too much reactive power into the network, which helps to maintain tension in the reference range, which allows some network balance and enhances the transit powers which has as consequence the reduction of technical losses. Economically the compensation would be not only viable, but for sure the entire expenditure is repaid in just four and a half years. In fact the whole investment amount is estimated at five billions for a 1.2 billion of gain. As far as environmental is concerned, 2.5 tonne of CO2 are avoided. Key words : 1 - REACTIVE ENERGY 2 - OPTIMIZATION 3 - LOSSES 4 - SIMULATION 5 - SVC Étude et optimisation des pertes techniques du réseau électrique de la SONABEL Hamadou Saleh Bouba Mémoire Master d’Ingénierie Promotion 2014/2015 Soutenu le 28/10/2016 Page vi Liste des abréviations 2iE: Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement AFD: Agence Française de Développement AOF: Afrique Occidentale Française BTA : Basse Tension catégorie A BTB : Basse Tension catégorie B CCCE: Caisse Centrale de Coopération Économique CFA: Communauté Financière Africaine CNR: Conseil National de la Révolution DME: Département Mouvement d’Énergie DT: Département Transport EPIC: Établissement Public à Caractère Industriel et Commercial FACTS: Systèmes de Transmission Flexibles en Courant Alternatif HTA : Haute Tension catégorie A HTA/B: Haute Tension catégorie A/B HTB : Haute Tension catégorie B MWh: MVar : MWc : Mégawatt heure Méga Volt ampère réactive Méga Watt crête SAFELEC: Société Africaine d’Electricité SONABEL: Société Nationale d’Electricité du Burkina SVC: Static Var Controlled TBT : Très Basse Tension VOLTELEC: Société Voltaïque d’Electricité Étude et optimisation des pertes techniques du réseau électrique de la SONABEL Hamadou Saleh Bouba Mémoire Master d’Ingénierie Promotion 2014/2015 Soutenu le 28/10/2016 Page vii Table des matières CITATION .................................................................................................................................. i Remerciements ........................................................................................................................... ii Dédicaces .................................................................................................................................. iii RESUME .................................................................................................................................. iv ABSTRACT ............................................................................................................................... v Liste des abréviations ............................................................................................................... vi Table des matières ................................................................................................................... vii LISTE DES TABLEAUX ......................................................................................................... xi LISTE DES FIGURES ........................................................................................................... xii I. INTRODUCTION GENERALE ....................................................................................... 1 I.1 CONTEXTE DE L’ÉTUDE .................................................................................................... 1 I.1 PROBLEMATIQUE ................................................................................................................ 1 I.2 LE CADRE DE L’ÉTUDE : LA SONABEL ......................................................................... 2 I.2.1 Mission de la SONABEL ................................................................................................................ 2 I.2.2 Organigramme ................................................................................................................................. 3 I.3 OBJECTIFS .............................................................................................................................. 4 I.4 MÉTHODOLOGIE DU TRAVAIL ....................................................................................... 4 II. GENERALITES SUR LE RESEAU ELECTRIQUE ...................................................... 5 Introduction ............................................................................................................................... 5 II.1 ETAT ACTUEL DU RESEAU DE LA SONABEL .......................................................... 5 Les Sources de productions ............................................................................................................. 5 Lignes de transport électrique ......................................................................................................... 7 Les principales lignes du réseau ...................................................................................................... 7 Postes de transformation électrique ................................................................................................. 9 Les lignes de distribution ................................................................................................................ 9 Les charges ...................................................................................................................................... 9 II.2 MODELISATION DU RESEAU ELECTRIQUE ............................................................ 9 Étude et optimisation des pertes techniques du réseau électrique de la SONABEL Hamadou Saleh Bouba Mémoire Master d’Ingénierie Promotion 2014/2015 Soutenu le 28/10/2016 Page viii Modèle de générateur ...................................................................................................................... 9 Modèle d’une ligne électrique ....................................................................................................... 10 Modèle du transformateur ............................................................................................................. 10 Modèle de charges ......................................................................................................................... 11 Écoulement de puissance .............................................................................................................. 12 Le problème du transport de l’énergie réactive ............................................................................. 12 Matrice de l’admittance ................................................................................................................. 13 Méthode de Newton Raphson ....................................................................................................... 14 Bilan de puissance ......................................................................................................................... 15 Le générateur balancier ................................................................................................................. 15 Conclusion ............................................................................................................................... 16 III. ETUDE ET ANALYSE DES PERTES ...................................................................... 17 III.1 Causes et conséquences des pertes .................................................................................... 17 Les causes ..................................................................................................................................... 17 Les conséquences .......................................................................................................................... 17 uploads/s1/ hamadou-saleh-bouba.pdf