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Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou

Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org MODELISATION DU RESEAU HTA DE LA VILLE DE COTONOU ET ESTIMATION DES PERTES DE DISTRIBUTION MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER SPECIALISE EN GENIE ELECTRIQUE, ENERGETIQUE ET ENERGIES RENOUVELABLES OPTION : Production et Distribution d’Electricité ------------------------------------------------------------------ Présenté et soutenu publiquement le 13 mars 2013 par : MAMA Malick Igor Travaux dirigés par : Issiaka DEMBELE, Maître de Mémoire Paul HOUNDAYI, Ingénieur Electrotechnicien, Directeur du Cabinet ELMECO Jury d’évaluation du stage : Président : Daniel YAMEUGEU Membres et correcteurs : Emmanuel CLERC Justin BASSOLE Promotion [2011/2012] MODELISATION DU RESEAU HTA DE LA VILLE DE COTONOU ET ESTIMATION DES PERTES DE DISTRIBUTION Malick I. MAMA Promotion 2011-2012/ FOAD/M2GEER Présenté le 13/mars/2013 ii REMERCIEMENT Ce travail dont nous avons tant nourri l'ambition n'aurait été possible s'il n'avait bénéficié de très nombreux dévouements. En premier lieu, nous remercions les membres du jury et son président pour l'honneur qu'ils nous font en portant un jugement sur ce rapport. Nous présentons également notre profonde gratitude à tous les professeurs de 2IE, le personnel d’encadrement et l’équipe de coordination des Formations Ouvertes et A Distance (FOAD). Nos remerciements vont à l’endroit de Monsieur Paul HOUNDAYI, Directeur Général du Cabinet ELMECO qui s’est occupé de l’encadrement du travail. Nous remercions sincèrement monsieur Jean-Paul AHOYO, Directeur des Etudes et de la Planification de la Société Béninoise d’Energie Electrique (SBEE) pour nous avoir donné l’opportunité de travailler sur le projet. Merci à tout le personnel de la SBEE, pour leurs multiples soutiens. Que toutes et tous trouvent ici l'expression de notre très vive gratitude. MODELISATION DU RESEAU HTA DE LA VILLE DE COTONOU ET ESTIMATION DES PERTES DE DISTRIBUTION Malick I. MAMA Promotion 2011-2012/ FOAD/M2GEER Présenté le 13/mars/2013 iii RESUME Le Bénin est, en matière d’électricité, largement dépendant des importations et des hydrocarbures, tandis que, dans le même temps la demande croît à un rythme soutenu. Le pays se caractérise par un faible accès à l’énergie, comme en témoignent les principaux indicateurs clés, parmi lesquels le taux d’électrification national. Ce dernier a atteint 27,4% en 2010 dont 53,8% en milieu urbain et seulement 3,5% en milieu rural. Les réseaux de distribution Moyenne Tension et Basse Tension (HTA et BT) au Bénin, placés sous la tutelle de la Société Béninoise d’Energie Electrique (SBEE), accusent plusieurs années de retard d’investissement. Il en résulte un taux de perte technique important, auquel s’ajoutent des pertes commerciales élevées, dues aux branchements illégaux et à l’utilisation frauduleuse de l’énergie électrique. Or, la baisse de ces pertes constitue un élément important, non seulement de la qualité du service rendu aux usagers, mais aussi de la santé financière de l’opérateur public. Pour réduire ces pertes de distribution, nous nous sommes intéressés dans ce document à la modélisation et à la simulation avec le logiciel NEPLAN du réseau HTA -15kV de la ville de Cotonou qui nécessitent la connaissance des: - configurations du réseau HTA, - caractéristiques des lignes de distribution, - caractéristiques des postes en cabine et H61 installés, - les sources d’alimentation, - les tensions à chaque nœud du réseau HTA. Les résultats issus de cette étude vont permettre de proposer des solutions correctives afin de faire respecter les aspects fondamentaux de la fourniture de l’électricité. MODELISATION DU RESEAU HTA DE LA VILLE DE COTONOU ET ESTIMATION DES PERTES DE DISTRIBUTION Malick I. MAMA Promotion 2011-2012/ FOAD/M2GEER Présenté le 13/mars/2013 iv MOTS CLES 1. Accès à l’énergie 2. Taux d’électrification National 3. Perte Technique 4. Qualité de service 5. Modélisation et simulation du réseau HTA MODELISATION DU RESEAU HTA DE LA VILLE DE COTONOU ET ESTIMATION DES PERTES DE DISTRIBUTION Malick I. MAMA Promotion 2011-2012/ FOAD/M2GEER Présenté le 13/mars/2013 v ABSTRACT The Benin is, in electricity, broadly depending on importation and on hydrocarbons, while, at the same time request grows with a supported rhythm. The country is characterized by a weak access to energy, as manifest it the main key indicators, among which the national rate of electrification. This last attained 27,4 % in 2010 among which 53,8 % in urban middle and only 3,5 % in country middle. Networks of distribution Medium Tension and Low Tension (HTA and BT) in the Benin, put under the supervision of the Beninese Society of Electrical power (SBEE), accuse several years of delay of investment. It results from it a rate of importing technical loss, to which are added well brought up commercial losses, owed to illegal connections and to fraudulent use of the electrical power. And, the fall of these losses constitutes an element importing the quality of the service returned to the users but also the financial health of the public operator. To reduce these losses of distribution, we were interested in this document in modelling and in simulation with the software NEPLAN of network HTA - 15kV of the city of Cotonou which require knowledge of: - shapes of network HTA, - characteristics of the lines of distribution, - characteristics of post offices in cabin and installed H61, - the sources of feeding, - tensions in every knot of network HTA. The existent results of this study are going to allow offering corrective resolutions to make respect the fundamental aspects of the provisioning of electricity. MODELISATION DU RESEAU HTA DE LA VILLE DE COTONOU ET ESTIMATION DES PERTES DE DISTRIBUTION Malick I. MAMA Promotion 2011-2012/ FOAD/M2GEER Présenté le 13/mars/2013 vi KEY WORDS: 1. Access to energy 2. National rate of electrification 3. Technical Loss 4. Quality of service 5. Modelling and simulation of network HTA MODELISATION DU RESEAU HTA DE LA VILLE DE COTONOU ET ESTIMATION DES PERTES DE DISTRIBUTION Malick I. MAMA Promotion 2011-2012/ FOAD/M2GEER Présenté le 13/mars/2013 vii LISTE DES ABREVIATIONS N° d'ordre Abréviation Définition 1 HT ou HTB Haute tension, niveau B 2 MT ou HTA Moyenne tension, niveau A 3 BT Basse Tension 4 MW Mégawatt 5 Gwh Giga-wattheure 6 kV Kilovolt 7 CEB Communauté Electrique du Bénin 8 SBEE Société Béninoise d’Energie Electrique 9 CIE Compagnie Ivoirienne d’Electricité 10 TCN Transmission Company of Nigeria 11 VRA Volta River Authority 12 MVAr Méga Volt Ampère Réactive 13 Z Impédance 14 RL Résistance de la ligne ou câble 15 L inductance de la ligne ou câble 16 XL = L .W Réactance de la ligne ou câble 17 C Capacité de la ligne ou câble 18 S Section de la ligne ou câble 19 I Intensité du courant 20 U Tension composée 21 V Tension simple 22 F Fréquence 23 PL Puissance active 24 QL Puissance réactive 25 S Puissance apparente 26 MVA méga voltampère 27 IACM Interrupteur Aérien à Commande Manuelle 28 km kilomètre 29 GPS Global Positioning System MODELISATION DU RESEAU HTA DE LA VILLE DE COTONOU ET ESTIMATION DES PERTES DE DISTRIBUTION Malick I. MAMA Promotion 2011-2012/ FOAD/M2GEER Présenté le 13/mars/2013 viii Table des matières I. Introduction ..................................................................................................................................... 1 II. Objectifs de l’étude ......................................................................................................................... 3 2.1 Objectif global ......................................................................................................................... 3 2.2 Objectifs spécifiques ............................................................................................................... 3 III. Méthodologie et moyens matériels .............................................................................................. 3 3.1 Environnement de la zone d’étude .......................................................................................... 3 3.1.1 Caractéristiques physiques de la ville de Cotonou. ......................................................... 3 3.1.2 Les flux migratoires ......................................................................................................... 4 3.2 Description des réseaux électriques de la ville de Cotonou .................................................... 6 3.2.1 Réseau de transport Haute Tension (HTB)...................................................................... 6 3.2.2 Réseau de répartition 63 kV ............................................................................................ 8 3.2.3 Réseau de répartition et de distribution 15 kV ............................................................... 9 3.2.3.1 Relevés GPS du réseau de répartition et de distribution 15kV .................................... 9 3.2.3.2 Logiciel MAPSOURCE ............................................................................................ 10 3.2.3.3 Résultats des travaux de géo-référencement des réseaux de distribution ............... 10 3.3 Modélisation des composants des réseaux électriques de distribution ............................... 13 3.3.1 Modèle du transformateur ............................................................................................. 13 3.3.2 Modèle des lignes de transport et de distribution ......................................................... 16 3.3.3 Modèle des nœuds du réseau ......................................................................................... 18 3.3.4 Modèle des charges ....................................................................................................... 18 IV. Résultats de simulation de l’état actuel du réseau HTB/HTA de la ville de Cotonou ...... 19 4.1 Outil d’analyse ...................................................................................................................... 19 4.2 Charges alimentées par les réseaux ....................................................................................... 20 4.3 Analyse du réseau de répartition 63kV et des transformateurs des sous stations ................. 23 4.4 Analyse du réseau 15kV de la ville de Cotonou .................................................................... 26 V. Discussion des résultats ................................................................................................................. 28 VI. Recommandations ..................................................................................................................... 29 6.1 Reconfiguration des postes d’injection ................................................................................. 29 6.2 Renforcement du réseau de répartition 63kV ........................................................................ 29 6.3 Renforcement du réseau de distribution 15kV ...................................................................... 29 VII. Conclusion ................................................................................................................................. 31 VIII. Bibliographie ............................................................................................................................. 32 IX. ANNEXES ................................................................................................................................ 33 MODELISATION DU RESEAU HTA DE LA VILLE DE COTONOU ET ESTIMATION DES PERTES DE DISTRIBUTION Malick I. MAMA Promotion 2011-2012/ FOAD/M2GEER Présenté le xx/xx/2013 0 LISTE DES TABLEAUX Tableau n°1 : Point quantitatif du réseau HTA de la ville de Cotonou Tableau n°2 : Résultats de simulation réseau 63kV Tableau n°3 :Taux de charge des lignes 63Kv LISTE DES FIGURES Figure n°1 : Découpage administratif de la Commune de Cotonou Figure n°2 : uploads/Geographie/ modelisation-du-reseau-hta-de-la-ville-de-cotonou-et-estimation-des-pertes-de-distribution-copier.pdf