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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE ABDERAHMANE MIRA BEJAIA FACULTE DE TECHNOLOGIE DEPARTEMET DE GENIE ELECTRIQUE OPTION : RESEAUX ELECTRIQUES Mémoire de Fin d’études En vue de l’obtention du diplôme de Master II en Electrotechnique Option : Réseaux Electriques THEME Réalisé par : Encadré par : Mlle: LAIB FARAH Mr: A.BOUZIDI Mr: AMRAOUI FATAH Année universitaire : 2016/2017 ELABORATION D’OUTILS DE PLANIFICATION EN VUE DE L’OPTIMISATION DES INVISTISSEMENTS DANS LES RESEAUX ELECTRIQUES EN ALGERIE I Remerciement On tient tout d’abord à remercier le bon Dieu le tout puissant et miséricordieux, qui nous a donné la force, la volonté et la patience d’accomplir ce modeste travail. Nous exprimons nos profonds remerciements et tous nos respects pour nos très chers parents, qui nous ont éduqué, encadré et soutenu par tous les moyens, jours après jours, depuis notre naissance jusqu’à ce jour là. Nos sincères remerciements pour notre promoteur Mr A.BOUZIDI pour ses précieux conseils et ses aides durant toute la période du travail. Nos vifs remerciements vont également aux membres du jury pour l’intérêt qu’ils ont porté à notre travail en acceptant d’examiner notre mémoire et de l’enrichir par leurs recommandations. On tient à remercier toutes les personnes qui ont contribué de près ou de loin au bon acheminement de ce travail. II Dédicace Je dédie ce projet de fin d’études ..... Aux deux êtres les plus chers, mes parents "Yousef & Rezkia" Tous les mots du monde ne sauraient exprimer l’immense amour que je vous porte, ni la profonde gratitude que je vous témoigne pour tous les efforts et les sacrifices que vous n’avez jamais cessé de consentir pour mon instruction et mon bien-être. C’est à travers vos encouragements que j’ai opté pour la réussite dans mes études, et c’est à travers vos critiques que je me suis réalisée. J’espère avoir répondu aux espoirs que vous avez fondés en moi. Je vous rends hommage par ce modeste travail en guise de ma reconnaissance éternelle et de mon amour infini. Que Dieu tout puissant vous garde et vous procure santé, bonheur et longue vie pour que vous demeuriez le flambeau illuminant le chemin de vos deux filles. A ma seule et unique sœur, la prunelle de mes yeux "Cylia" Je ne peux exprimer à travers ses lignes tous mes sentiments d’amour et de tendresse envers toi petite sœur, j'espère que je t'ai servi de bon exemple pour faire mieux que moi. Je te souhaite une vie pleine de réussite, de santé et de bonheur. A la mémoire de mon grand père "Ahcen" Le destin ne nous a pas laissé le temps pour jouir de ce bonheur ensemble et de t’exprimer tous mes remerciement pour ta phrase magique qui m'a permis de suivre ce chemin et d'arriver jusqu'à la fin. Puisse Dieu tout puissant t'accorder sa clémence, sa miséricorde et t'accueillir dans son vaste paradis. A tous ceux qui ont vécu avec moi les pires moments de ma vie. Farah III Dédicace Je dédie ce modeste travail A la mémoire de mon père À l’être la plus chers à mon cœur, Ma mère, qui ma toujours cru en moi et encouragées. A mes sœurs Lila et Karima A mes Frères: Samir et Nabil A toute ma famille A tous mes amis A tous mes professeurs Fatah Sommaire IV Sommaire Introduction générale..................................................................................................................1 Chapitre I Conduite et planification des réseaux électriques I.1. Introduction.......................................................................................................................... 4 I.2. Centres de conduite.............................................................................................................. 4 I.3. Planification......................................................................................................................... 7 I.3.1. Définition ...................................................................................................................... 7 I.3.2. Types de planification................................................................................................... 7 I.3.3. Horizon de la planification............................................................................................ 8 I.3.4. Etapes de la planification.............................................................................................. 8 I.3.5. Données normatives de la planification........................................................................ 9 I.3.6. Critères de planification.............................................................................................. 10 I.3.7. Objectifs de la planification........................................................................................ 11 I.4. Prévisions........................................................................................................................... 11 I.4.1. Définition .................................................................................................................... 11 I.4.2. Horizon de la prévision............................................................................................... 11 I.4.3. Méthodes prévisionnelles............................................................................................ 12 I.4.4. Caractéristiques de prévision ...................................................................................... 13 I.5. Gestion des réseaux électriques ......................................................................................... 14 I.5.1. Gestionnaires et opérateurs du réseau électrique........................................................ 14 I.5.2. Coordination entre gestionnaires du réseau ................................................................ 14 I.5.3. Gestion des échanges internationaux.......................................................................... 14 I.5.4. Gestion de la réserve du parc de production d'électricité ........................................... 15 I.5.5. Gestion des aléas: règle de N-K.................................................................................. 15 I.5.6. Gestion du plan de tension.......................................................................................... 16 I.6. Conclusion ......................................................................................................................... 16 Chapitre II Eléments principaux d’un système électrique II.1 Introduction ...................................................................................................................... 17 II.2. Production d’énergie électrique........................................................................................ 17 II.3. Principaux acteurs du marché de production de l’électricité en Algérie.......................... 27 II.3.1. Producteurs ................................................................................................................27 II.3.2. Distributeurs ..............................................................................................................28 II.3.3. Clients........................................................................................................................29 Sommaire V II.4. Capacité de production et potentialités en énergie électrique ......................................... 29 II.5. Lostes de transformation .................................................................................................. 31 II.5.1. Définition...................................................................................................................31 II.5.2. Types de poste ...........................................................................................................31 II.6. Lignes électriques............................................................................................................. 32 II.6.1. Lignes aériennes ........................................................................................................32 II.6.2. Câbles souterrains......................................................................................................33 II.7. Protection des réseaux électriques.................................................................................... 34 II.8. Equipements de communication....................................................................................... 35 II.8.1. Ligne bifilaire ............................................................................................................35 II.8.2. Câble coaxial .............................................................................................................36 II.8.3. Fibre optique..............................................................................................................36 II.9. Conclusion........................................................................................................................ 37 Chapitre III Prévision de la demande et évolution de la consommation d'énergie électrique en Algérie III.1. Introduction..................................................................................................................... 38 III.2. Consommation de l'énergie électrique ............................................................................ 38 III.2.1. Prévision de la demande........................................................................................... 38 III.2.2. Solution technique adoptée à la prévision de la consommation électrique.............. 39 III.2.3. Concepts de basse des prévisions............................................................................. 40 III.2.4. Méthodes de prévision.............................................................................................. 40 III.2.5. Mesure de la consommation..................................................................................... 41 III.3. Paramètres influençant la consommation d'électricité .................................................... 41 III.3.1. Météorologie ............................................................................................................ 41 III.3.2. Activité économique................................................................................................. 42 III.3.3. Horaire légal............................................................................................................. 42 III.3.4. Evénements exceptionnels ....................................................................................... 42 III.3.5. Effet ramadhan ......................................................................................................... 42 III.4. Stratégie de développement du secteur de l’électricité en Algérie ................................ 43 III.4.1 Evolution de la consommation d’électricité en Algérie........................................... 43 III.4.2. Programme d’investissement ................................................................................... 46 III.5. Conclusion....................................................................................................................... 47 Chapitre IV Les modèles de planification IV.1. Introduction..................................................................................................................... 48 Sommaire VI IV.2. Planification de production sans pertes........................................................................... 48 IV.2.1. Description du problème..........................................................................................48 IV.2.2. Formulation Mathématique......................................................................................49 IV.2.3. Organigramme de la planification de production sans pertes..................................54 IV.3. Planification de la production avec pertes ...................................................................... 55 IV.3.1. Description du problème..........................................................................................55 IV.3.2. Formulation Mathématique......................................................................................57 IV.3.3. Organigramme de La planification de production avec pertes ................................59 IV.4. Planification de l'expansion des postes........................................................................... 60 IV.4.1. Description du problème.........................................................................................60 IV.4.2. Formulation Mathématique......................................................................................60 IV.4.3. Organigramme de La méthode de planification de l'expansion des postes..............66 IV.5.Conclusion ....................................................................................................................... 67 Chapitre V Application et résultats V.1. Introduction ...................................................................................................................... 68 V.2. Planification de la production sans pertes ........................................................................ 68 V.2.1. Application 1 .............................................................................................................69 V.2.2. Résultats ....................................................................................................................70 V.2.3. Interprétation des résultants.......................................................................................71 V.2.4. Application 2 .............................................................................................................71 V.2.5. Résultats ....................................................................................................................72 V.2.6. Interprétation des résultants.......................................................................................73 V.3. Planification de la production avec pertes........................................................................ 73 V.3.1. Application ................................................................................................................74 V.3.2. Résultats .................................................................................................................... 77 V.3.3. Interprétation des résultants.......................................................................................77 V.4. Planification d'expansion des postes ................................................................................ 78 V.4.1. Application ...............................................................................................................78 V.4.2. Résultat.....................................................................................................................81 V.4.3. Interprétation des résultats.........................................................................................84 V.5. Conclusion........................................................................................................................ 85 Conclusion générale .................................................................................................................86 Liste des figures VII Liste des figures Figure I.1 Méthodes de prévisions .......................................................................................... 13 Figure II.1 Conversion d’énergie ............................................................................................ 18 Figure II.2 Centrale thermique à flamme................................................................................ 19 Figure II.3 Centrale thermique Nucléaire ............................................................................... 20 Figure II.4 Schéma d’une centrale hydraulique ..................................................................... 22 Figure II.5 Turbine Eolienne................................................................................................... 23 Figure II.6 Panneaux Solaires Photovoltaïque ....................................................................... 24 Figure II.7 Centrale solaire thermodynamique ...................................................................... 25 Figure II.8 Géothermie basse énergie .................................................................................... 26 Figure II.9 Centrale diesel....................................................................................................... 26 Figure II.10 Puissance installée par producteur d’électricité .................................................. 28 Figure II.11 Puissance installée par type d’équipement ......................................................... 28 Figure II.12 Ligne bifilaire...................................................................................................... 36 Figure II.13 Câble coaxial....................................................................................................... 36 Figure II.14 Fibre optique ....................................................................................................... 37 Figure III.1 Evolution de la production et de la consommation d’électricité en Algérie........ 45 Figure III.2 Interconnexions internationales existantes .......................................................... 46 Figure V.1 Architecture du réseau étudier .............................................................................. 74 Figure V.2 Localisation les postes candidats sélectionnés...................................................... 83 Figure V.3 Localisation des postes candidats non-sélectionnés ............................................. 83 Figure V.4 Localisation des accès charge ............................................................................... 84 Figure V.5 Postes et les accès charges sélectionnées ainsi que le réseau aval........................ 84 Liste des tableaux VIII Liste des tableaux Tableau II.1 Centrales de production nationale et leurs capacités .......................................... 29 Tableau III.1 Répartition de la Clientèle et le taux de consommation par niveau de tension et par Wilaya ................................................................................................................................ 43 Tableau V.1 Données des centrales......................................................................................... 69 Tableau V.2 Données complémentaires.................................................................................. 70 Tableau V.3 Données des centrales......................................................................................... 72 Tableau V.4 Données des accès ............................................................................................. 75 Tableau V.5 Données des lignes ............................................................................................. 75 Tableau V.6 Données des accès candidats.............................................................................. 76 Tableau V.7 Données des lignes ............................................................................................. 79 Tableau V.8 Données des postes............................................................................................. 80 Introduction générale Introduction générale 1 Introduction générale Le secteur de l'énergie et notamment le secteur électrique est le nerf de l'économie d'un pays dans le sens ou son essor conditionne l'essor du développement et de la croissance social et démographique d'une nation. Aujourd'hui l'électricité étant un bien de consommation indispensable non stockable. L’offre doit pouvoir satisfaire la demande à tout moment, on peut dire alors que le réseau électrique est piloté par la consommation due activités sociales, économiques et industrielles. Une adéquation est nécessaire entre les capacités de production et les réseaux de transport et de distribution disponibles à moyen et à long terme, d'une part, et l'évolution de la demande future d'électricité, d'autre part. [1] La planification des réseaux électriques consiste à prévoir les nouvelles centrales de production, les différentes extensions du réseau ainsi que le dimensionnement des ouvrages tels que les lignes, les transformateurs et les postes. Les centrales uploads/Management/ elaboration-d-x27-outils-de-planification-en-vue-de-l-x27-optimisation-des-investissements-dans-les-reseaux-pdf.pdf