Optimisation de la sécurité des réseaux électriques de puissance par des systèmes de transmission flexible en courant alternatif FACTS

Abstract

Today, with the continual increase in electricity demand, the growth of interconnections between countries and the rise of distributed energy resources, the safety margins of electricity networks are decreasing and their operation is becoming more complex. Indeed, the electric blackouts that have occurred in the world in recent years are the consequence of this situation. The conventional systems used to improve the security of these networks remain insufficient to eliminate the various disturbances that can affect a part or the whole network. In this context, the main objective of this thesis is to find new techniques that help operators predict and eliminate critical situations that will often lead to electrical blackouts. The first technique developed here is based on the use of flexible AC transmission systems (FACTS). Then a new algorithm, which is based on the combined use of the WAMS/SCADA systems and the application of the SVC devices, is proposed to prevent tripping of the interconnection lines by distance relays zone 3 operations. Simulation tests performed on Algerian and Turkish power systems demonstrated the ability of the developed techniques to mitigate the development of disturbances that lead to electrical blackouts.

Description

Aujourd'hui, avec l'augmentation continuelle de la demande d’électricité, la croissance des interconnexions entre pays et la montée en puissance des ressources énergétiques distribuées, les marges de sécurité des réseaux électriques diminuent et leur exploitation devient plus en plus complexe. En effet, les blackouts électriques qui se sont produits dans le monde ces dernières années sont la conséquence de cette situation. Les systèmes classiques utilisés pour améliorer la sécurité de ces réseaux demeurent insuffisants pour éliminer les différentes perturbations qui peuvent affecter une partie ou tout le réseau. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse consiste donc à trouver de nouvelles techniques qui aident les opérateurs à prédire et à éliminer les situations critiques qui vont souvent mener à des blackouts électriques. La première technique développée ici est basée d’abord sur utilisation des systèmes de transmission flexible en courant alternatif (FACTS). Ensuite un nouvel algorithme, qui est basé sur l’utilisation combinée des systèmes WAMS et SCADA et l'application des dispositifs SVC, est proposé pour empêcher les déclenchements intempestifs des lignes d’interconnexion par le fonctionnement de la zone 3 des protections de distance. Des tests de simulation exécutées sur deux réseaux réels, à savoir le réseau National et le réseau électrique 400 kV de la Turquie, ont démontré la capacité des techniques développées à atténuer le développement des perturbations qui mener à des blackouts électriques.

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