Différentes techniques de planification de l'énergie réactive dans les réseaux électriques

Abstract

Ce travail présente une approche de décomposition à deux niveaux pour la détermination du volume et la localisation optimale des moyens de compensation de l'énergie réactive dans un réseau électrique fonctionnant en régime normal ou quand il est en face à un ensemble d'incidents. Le sous-problème de fonctionnement, qui n'est autre qu'un écoulement optimal de puissance réactive, est résolu en utilisant une métaheuristique à population tels que les algorithmes génétiques, les stratégies d'évolution ou l'optimisation par essaim de particules. Tandis que une métaheuristique à recherche locale tels la recherche taboue ou le recuit simulé est utilisée pour la résolution du sous-problème d'expansion. En régime d'incidents, le mode de réajustement des moyens de compensation correctif, a été considéré pour une expansion quantitative et qualitative de l'énergie réactive. Un critère, basé sur les coefficients de Lagrange, est proposé pour la sélection de l'ensemble des nœuds candidats pour une nouvelle expansion. Pour valider les programmes élaborés pour les différentes combinaisons, des applications sur les réseaux IEEE 14 et 57 nœuds sont présentées en première partie, en seconde une application sur le réseau Algérien (114 nœuds) est rapportée. Pour cela, nous avons structuré notre travail comme suit: Le premier chapitre décrit la dérivation du problème de planification de l'énergie réactive (ORPP) à partir du problème global de l'écoulement de puissance optimale (OPF). Ensuite, une revue des différentes méthodes utilisées pour la résolution de ce problème à travers une large synthèse bibliographique du problème d'optimisation de la planification de puissance réactive est exposée. Le chapitre II concerne la classification et la présentation de plusieurs méthodes métaheuristiques qui seront adaptées pour la résolution du problème de planification de l'énergie réactive dans des réseaux électriques. Des programmes traduisant toutes ces méthodes sont élaborés, testés et validés sur des fonctions test. Le chapitre III sera consacré à la présentation de la formulation ainsi que la méthodologie suivie pour résoudre le sous-problème de fonctionnement. Pour résoudre ce problème d'optimisation non linéaire, différentes techniques métaheuristiques (à population et à parcours) sont utilisées. Pour valider les programmes élaborés, des applications sur des réseaux modèles (IEEE 14 et 57 nœuds) ainsi que sur le réseau Algérien ont été faites. Dans le quatrième chapitre, le choix des méthodes de résolution pour chacun des deux niveaux du problème globale de la planification de l'énergie réactive (ORPP) est justifié. Un critère, se basant sur les valeurs des coefficients de Lagrange pour la sélection de l'ensemble des nœuds candidats est décrit. Le type d'incidents étudiés ainsi que l'analyse algorithmique du mode correctif de réajustement des moyens de compensation sont présentés en détail. Dans le dernier chapitre, les résultats de simulation suite à l'application de nos différents programmes, utilisant des combinaisons métaheuristiques, sur des réseaux modèles (IEEE 14 et 57 nœuds) sont présentés. Pour donner un aspect plus pratique à notre travail, une application sur le Réseau Algérien 114 nœuds est effectuée. En conclusion, nous tenterons de dégager les perspectives futures de ce travail sur la base des résultats trouvés, et sur la base des différents problèmes rencontrés et intéressants à être examinés de près. Le type d'incidents étudiés ainsi que l'analyse algorithmique du mode correctif de réajustement des moyens de compensation sont présentés en détail.