NOUVELLE APPROCHES POUR LA RESTAURATION D'UN RESEAU ELECTRIQUE APRES UN INCIDENT GENERALISE
Abstract
The problem of restoring power Systems after a complète or partial blackout is as old as the power industry itself. In récent years, due to économie compétition and deregulation, power Systems are operated closer and closer to their limits. At the same time, power Systems hâve increased in size and complexity. Both factors increase the risk of major power outages. After a blackout, power needs to be restored as quickly and reliably as possible, and consequently, detailed restoration plans are necessary. This thesis concentrâtes on the initial stages of restoration where four major problem areas are identified. A method to détermine optimal units start-up séquence during power plants re-start up is presented. The system frequency behavior after the energization of loads is assessed using a novel approach. An approach to standing phase angle réduction is explained. The occurrence of overvoltages is assessed in the frequency domain. Sensitivity analysis is used in order to find the most efficient network change that can be applied to limit overvoltages. In case time-domain simulations need to be carried out, a method based on Short-Time Fourier Transform helps to limit the overall calculation time. Ail the proposed approaches are validated using time-domain simulations based on IEEE test Systems data. Also a blockset in MATLAB/SIMULINK environment has been developed for long term dynamics simulation to study frequency and voltage responses due to load and génération mismatches for analysis power system restoration scénarios.
Le problème de reprise de service des réseaux électriques à la suite d'un incident partiel ou généralisé est un problème bien connu depuis très longtemps. Cependant, ces dernières années, à cause de la concurrence économique et de la dérégulation, les réseaux électriques sont appelés à fonctionner de plus en plus près de leurs limites. Parallèlement à cela, les réseaux électriques sont devenus de plus en plus complexes et leurs dimensions ne cessent de croître, ce qui a augmenté le risque de pannes généralisés. La maîtrise de la reprise de service revêt alors une importance nouvelle. La reprise de service d'un réseau, après un incident quelconque, doit être à la fois rapide et fiable. Une telle opération exige la disponibilité de plans détaillés. Cette thèse porte plus particulièrement sur la phase initiale de la reprise de service d'un réseau électrique, phase pendant laquelle quatre problèmes sont identifiés. Afin de pouvoir apporter des solutions à ces problèmes, quatre approches ont été développées tout au long de ce travail: La première consiste à déterminer la séquence optimale de la mise en marche des groupes pendant la reprise de service des centrales électriques. L'évaluation du comportement fréquentiel du système lors de la ré-alimentation des charges fait l'objet de la deuxième approche. Dans la troisième approche, nous expliquerons comment réduire l'angle de la phase stationnaire. La quatrième permet l'estimation et le contrôle des surtensions harmoniques pendant le renvoi de la tension ver les transformateurs. Ainsi, un blockset dans l'outil de simulation MATLAB/SIMULINK a été développé pour la simulation dynamique à long terme afin de pouvoir étudier la réponse fréquentielle du système, à la suite d'un déséquilibre entre la charge et la production lors d'un scénario de reprise de service.