Analyses dynamiques du réseau de distribution en présence des productions décentralisées
Résumé
Deregulation of the energy market has created major changes in the electricity sector, especially with the presence of distributed generation in distribution networks. On the one hand, system operators hope to have energy provided by Distributed Energy Resources (DERs), while on the other hand limiting the latter's negative influence on the network in critical situations. Thus, robust methodologies or advanced functions are needed in order to guarantee security of supply and the effective exploitation of electrical networks in the future. Our work on this subject consisted of two parts. The first was devoted to decreasing the size of the network containing the DERs which needed to be simulated. The distribution network was divided into two subnetworks, the studied network and the external network, where the latter was replaced by an external equivalent. The static and dynamic equivalent methods which gave better technical aggregation of the external network contributed a part, the TVPP, to the constitution of virtual power stations within the framework of the European FENIX project. The second part was carried out in order to develop the methodologies capable of quick angular stability evaluation of synchronous DERs in the network. The hybrid methods which combine time domain simulation with direct methods result in greater advantages. Preventive and curative actions based on these methods were proposed to allow system operators to take the decision to avoid danger areas. Algorithms based on these methods were developed and dynamic simulations were carried out on several test networks, giving satisfactory results which prove the effectiveness of the suggested methods.
La dérégulation des marchés de l'énergie électrique a créé des changements profonds dans le secteur d'électricité, surtout avec la présence de plus en plus importante de production décentralisée dans le réseau de distribution. Les gestionnaires du réseau souhaitent, d'une part, avoir le plus d'énergie fournie par des Génération d'Energie Dispersée (GED), et veulent, d'autre part limiter, dans les situations critiques, leur influence négative sur le réseau. Ils ont donc besoin des méthodologies robustes ou de fonctions avancées afin de l'exploitation plus efficace des réseaux électriques dans l'avenir. Notre travail dans le cadre de cette thèse consiste alors en deux parties. La première partie a été consacrée à diminuer la taille du réseau contenant des GED à simuler. Le réseau de distribution sera divisé en sous réseaux, le réseau à étudier et le réseau extérieur qui sera remplacé par un équivalent externe. Plusieurs méthodes d'équivalent statiques et dynamiques ont été étudiées afin donner une meilleure l'agrégation technique du réseau extérieur qui contribue également une partie (TVPP) à la constitution des centrales virtuelles dans le cadre du projet Européen FENIX. La seconde partie a été effectuée afin de mettre au point des méthodologies qui permettent d'évaluer rapidement la stabilité angulaire des GEDs de type de machines synchrones dans le réseau. Les méthodes hybrides qui combinent la simulation temporelle avec les méthodes directes, Fonction d'énergie transitoire (FET) et Egalité des aires (SIME), permettent d'avoir les meilleurs avantages. Basées sur ces méthodes, les actions préventives et curatives permettant aux opérateurs de prendre des décisions pour s'éloigner des zones de contrainte ont été proposées. Les différents algorithmes ont été développés et les simulations dynamiques ont été effectuées sur plusieurs réseaux tests avec les résultats satisfaisants qui permettent de vérifier l'efficacité des méthodes proposées.
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