Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

UNIVERSITE DU QUEBEC MEMOIRE PRESENTE A L'UNIVERSITE DU QUEBEC A CHICOUTIMI COM

UNIVERSITE DU QUEBEC MEMOIRE PRESENTE A L'UNIVERSITE DU QUEBEC A CHICOUTIMI COMME EXIGENCE PARTIELLE DE LA MAITRISE EN SCIENCES APPLIQUEES (RESSOURCES ET SYSTEMES) PAR ADAMA D. DIARRA B. Ing. (Génie électrique) LA REPARTITION OPTIMALE DE LA PUISSANCE REACTIVE POUR LE CONTROLE DES TENSIONS DE BARRE D'UN RESEAU ELECTRIQUE PAR SIMPLEX LP. SEPTEMBRE 1984 bibliothèque Paul-Emile-Bouletj UIUQAC Mise en garde/Advice Afin de rendre accessible au plus grand nombre le résultat des travaux de recherche menés par ses étudiants gradués et dans l'esprit des règles qui régissent le dépôt et la diffusion des mémoires et thèses produits dans cette Institution, l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) est fière de rendre accessible une version complète et gratuite de cette œuvre. Motivated by a desire to make the results of its graduate students' research accessible to all, and in accordance with the rules governing the acceptation and diffusion of dissertations and theses in this Institution, the Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) is proud to make a complete version of this work available at no cost to the reader. L'auteur conserve néanmoins la propriété du droit d'auteur qui protège ce mémoire ou cette thèse. Ni le mémoire ou la thèse ni des extraits substantiels de ceux-ci ne peuvent être imprimés ou autrement reproduits sans son autorisation. The author retains ownership of the copyright of this dissertation or thesis. Neither the dissertation or thesis, nor substantial extracts from it, may be printed or otherwise reproduced without the author's permission. TITRE DU MEMOIRE: La répartition optimale de la puissance réactive pour le contrôle des tensions de barre d'un réseau électrique par SIMPLEX LP. AUTEUR : Adama D. Diarra R E S U M E Jusqu'à maintenant, plusieurs modèles mathématiques ont été dévelop- pés par différents chercheurs pour la planification, l'exploitation et la gestion des réseaux électriques. Malgré l'élégance de la formulation dans certains cas et une précision exceptionnelle dans d'autres, la majorité de ces modèles ne conviennent pas à une application industrielle en temps réel. Les raisons retenues et évoquées sont principalement le temps de calcul mis pour atteindre une solution optimale du problème lors de la simulation d'événements fortuits et aussi, l'espace mémoire requis en cas d'analyse de grands réseaux. Dans ce travail de recherche, nous présentons une nouvelle formula- tion mathématique linéaire de la répartition optimale de la puissance réac- tive pour le contrôle de la variation des tensions de barre d'un réseau électrique et sa solution par la programmation linéaire Simplex. Le prin- cipe repose sur les propriétés de découplage des paramètres caractéristiques d'un système de distribution d'énergie électrique en deux modèles distincts: - puissance active CP) et angle de phase (9), (BUI et GHADERPANAH, 1982); - puissance réactive (Q) et amplitude de la tension (v), objet du présent mémoire. - 2 - Pour des raisons pratiques, le modèle minimise la somme des valeurs absolues des variations des tensions en cas de contingences, par une génération de puissance réactive appropriée. La formulation mathémati- que de cette fonction objective et celle des relations d'injections de puissance conduisent à des équations non linéaires. Ainsi, l'approche de ce modèle est basée sur la linéarisation de ces équations et de l'u- tilisation d'un support mathématique de transformation pour rendre l'é- noncé final du problème compatible avec l'application de la programmation linéaire. Les contraintes incluses tiennent compte de la physique et de la sécurité du réseau et sont introduites par les variations des tensions permises autour du point d'opération et les capacités de production des sources ou génératrices de puissance réactive. L'algorithme de solution développé a permis l'écriture d'un programme en Fortran IV (PROGQV) pouvant simuler les situations telles: - l'écoulement optimal des charges réactives; - la fluctuation de la demande (consommation); - la panne des lignes de transmission (circuit ouvert); - la panne des génératrices (sources de puissance réactive hors circuit), La méthode de solution est itérative et ne nécessite pas l'utilisation de fonction de pénalité ou de recherche orientée qui généralement, occa- sionne une difficulté de convergence. En plus, aucune inversion de matrice n'est effectuée, ce qui ajouté aux avantages mentionnés, entraîne une dimi- nution du temps de calcul. - 3 - Les informations d'entrée du programme sont les données standard d'un problème de la répartition optimale des charges et celles de sortie sont les valeurs optimales des équipements de contrôle, soit les puissances réactives générées aux différents points de production. Ainsi, afin de vérifier la validité de l'approche, les quatre sor- tes de contingences citées antérieurement ont été simulées comme appli- cation, à l'aide d'un système de distribution de 10 barres, et 14 lignes de transmission. Dans chacun des cas, l'idée de base était de garder le système aussi proche que possible de son point d'opération par une nouvelle réallocation des puissances réactives générées. Les différentes solutions optimales obtenues sont toutes physiquement réalisables de par la nature des contraintes et d'une précision acceptable sur le plan pratique. Le temps de calcul moyen requis pour atteindre l'op- timalité est de 5.5 CPS sur l'ordinateur CYBER 825. D'une manière générale, les résultats de l'application numérique nous portent à croire à la validité du concept et que l'utilisation de l'algo- rithme serait principalement efficace pour assister un opérateur dans la surveillance et la gestion en temps réel de grands réseaux électriques, où la maintenance des tensions à l'intérieur de tolérance spécifiée, une prise de décision et port d'action rapides sont exigés lors d'événements fortuits. / Etudiant'' Directeur de recherche RESUME Ce travail présente la formulation mathématique linéaire de la réparti- tion optimale de la puissance réactive, basée sur le contrôle de la varia- tion des tensions de barre d'un réseau électrique et les résultats de diffé- rentes situations simulées. Le modèle minimise la somme des valeurs absolues des variations des tensions dans chaque cas de contingence étudié par une génération de puissance réactive appropriée. L'approche essentielle du modèle est axée sur la linéarisation des équa- tions d'injection de puissance afin d'appliquer la programmation linéaire Simplex version révisée. Les contraintes incluses tiennent compte de la physique et de la sécurité du réseau, et sont introduites par les variations des tensions permises autour du point d'opération et les capacités de production des sources ou généra- trices de puissance réactive. Différents cas ont été simulés à l'aide de l'algorithme développé, tels: - l'écouleme'nt optimal des charges réactives; - la fluctuation de la demande (consommation); - la panne des lignes de transmission (circuit ouvert); - la panne des génératrices (sources de puissance réactive hors circuit). La méthode est itérative et ne nécessite pas l'utilisation de fonction de pénalité ou de recherche orientée, qui généralement occasionne une diffi- culté de convergence. En plus, aucune inversion de matrice n'est effectuée, ce qui, ajouté aux avantages mentionnés, entraîne une diminution du temps de calcul. Les résultats de l'application numérique nous portent à croire à la va- lidité du concept et que son utilisation serait pratique dans la gestion et la surveillance en temps réel de grands réseaux électriques, où la stabilité des tensions et une prise d'action et de décision rapide sont exigées lors d'événements fortuits. i i A ma <it mz& iii REMERCIEMENTS Je désire adresser mes plus sincères remerciements à toutes les per- sonnes qui, par leur assistance, ont contribué à rendre possible la réali- sation de cette recherche. Plus spécialement, je remercie vivement monsieur le professeur R.T. Bui, pour avoir accepté de diriger ce mémoire, qu'il veuille trouver ici l'expression de toute ma gratitude. Ma reconnaissance va: Aux membres du groupe de recherche, Ingénierie des systèmes de l'Uni- versité du Québec à Chicoutimi, pour leur aide financière durant toute la période de ce travail. A monsieur Thiery Bourgeois, ingénieur de recherche, pour la bienveil- lance qu'il m'a témoignée. A monsieur Camille Simard qui m'a fait profiter de son expertise pour les aspects qui touchent l'utilisation du système informatique de CYBER. A madame Annette Marier, pour avoir accepté de mettre en forme ce do- cument . IV SOMMAIRE Dans ce travail, nous nous proposons de faire une étude bibliogra- phique des articles publiés sur la répartition des charges. Nous effec- tuerons également un résumé de la programmation linéaire et un survol de la théorie des réseaux électriques afin d'introduire le concept de la modélisation et de la résolution numérique des systèmes de distribu- tion d'énergie. Nous basant sur les propriétés du découplage des paramètres (P-8 et Q-V), nous développerons un nouveau modèle linéaire de la répartition optimale de la puissance réactive pour le contrôle de la variation des tensions de barre et son algorithme de solution par la méthode du Simplex, version révisée. Nous développerons conformément à cet algorithme un programme d'ordinateur écrit en Fortran IV. Nous concluerons par une analyse des résultats obtenus lors de la simulation de différents cas pratiques afin de démontrer la validité de l'approche et de ressortir les performances du modèle. V TABLE DES MATIERES Page RESUME i DEDICACE ii REMERCIEMENTS iii SOMMAIRE iv TABLE DES MATIERES v LISTE DES TABLEAUX viii LISTE DES FIGURES ix CHAPITRE I INTRODUCTION 1 1.1 GENERALITES 1 1.2 TRAVAUX ANTERIEURS ET ETUTES uploads/Litterature/ la-repartition-optimale-de-la-puissance-reactive-pour-le-controle-des-tensions-de-barre-d-x27-un-reseau-electrique-par-simplex-lp.pdf