| Titre : | Contribution à l'optimisation de la puissance réactive en présence de dispositifs de compensation dynamique(FACTS) |
| Auteurs : | Nabil Mancer, Auteur ; Souri Mohamed Mimoune, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2013 |
| Format : | 113p / 30cm |
| Accompagnement : | cd |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Optimisation de l’écoulement de puissance réactive,compensation de la puissance réactive,contrôle de la tension,systèmes de compensation dynamiques FACTS,STATCOM,TCSC. Méthodes d’optimisation classique,Méthodes d’optimisation globales : GA,PSO,PSO-CI,PSO-FC,PSO-TVAC,ACO. Stabilité de tension,L-index. التدفق الأمثل للطاقة الكهربائية، نظام تعويض الطاقة الغير فعالة، أنظمة خطوط النقل المطواعة,المعوض المتوازي للطاقة الغير فعالة,(PSO) طريقة الأسراب الجزئية ،(AG) الخوارزميات الجينية,(TCSC) المعوض التسلسلي المتحكم فيه بواسطة التيريستور (STATCOM) .(ACO) طريقة النمل Optimal Reactive Power flow,Multi Objective,Flexible AC Transmission Systems FACTS,Thyristor controlled series compensators (TCSC),Particle Swarm Optimization (PSO),PSO with time varying acceleration PSO-TVAC,Genetic algorithm AG,Ant Colony Optimization ACO |
| Résumé : |
Ce mémoire présente une contribution à l’optimisation de la puissance réactive dans les réseaux électriques par l’intégration des systèmes FACTS en appliquant plusieurs méthodes méta-heuristiques à savoir les algorithmes génétiques AG, Algorithme d’optimisation par colonies de Fourmies, l’optimisation par essaims de particules PSO et ses versions modifiées telles que l’algorithme PSO avec facteur intérieur (PSO-CI), PSO avec facteur de constriction PSO-FC, et l’algorithme d’optimisation par essaims de particules avec coefficient d’accélération variable PSO-TVAC. Dans ce travail, notre optimisation sujette de diverses contraintes d’égalité et d’inégalités. Plusieurs fonctions objectifs ont été traitées : la minimisation des pertes actives de transmission et la déviation de tension de jeux de barres de charges, ces deux fonctions objectifs sont optimisées individuellement et simultanément. Afin de démontrer l’impact de la technologie FACTS dans le domaine de la gestion et l’exploitation efficace des réseaux électrique, deux dispositifs FACTS (STATCOM et TCSC) ont été modélisés est intégrés dans des réseaux tests pratiques. Pour renforcer le contenu de notre travail, un indice de stabilité de tension nommé ‘L_index’ est minimiser en coordination avec les paramètres de compensateur shunt STATCOM pour améliorer la stabilité de tension dans les réseaux électriques et assurer une exploitation efficace. Les méthodes metaheuristiques proposées ont été validées sur des réseaux tests internationaux typiques: IEEE 30-Bus, IEEE 57-Bus. Les résultats obtenus montrent clairement l'efficacité d'intégrer ces dispositifs dans les réseaux électriques ainsi une étude comparative entre les méthodes proposées, démontre la supériorité de la variante proposée basé sur le l'ajustement dynamique des paramètres de PSO en terme de qualité de solution et convergence. وذلك ت بطبيق عدة طرق FACTS تعرض هذه المذكرة مساهمة لتحسين التوزيع الأمثل للطاقة الغير فعالة من خلال دمج تكنولوجيا الأنظمة المطواعة ،(PSO-IC) و نسخ معدلة من هذه الأخيرة مثل خوارزمية PSO والأسراب الجزئية GA مستمدة من الطبيعة كالخوارزميات الجينية .(ACO) وكذا طريقة النمل ( PSO-TVAC ) ,(PSO-FC) ويستند موضوعنا على تحقيق السير الأمثل لمختلف قيود المساواة وعدم المساواة للتقليل من الضياع في الطاقة وانحراف الجهد على مستوى قضبان لدعم التقليل من الخسائر في الطاقة STATCOM و TCSC التجميع. ويتم تحليل هذه النتائج لدراسة أثر استخدام نوعين من الأجهزة وهما وانحراف الجهد كل على حدى (أي هدف واحد تقليل من خسائر الطاقة أو التقليل من انحراف الجهد ) والاثنين معا ( متعددة الأهداف: الضياع في الطاقة والانحراف في الجهد). لتعزيز هذا العمل الحالي، يتم التعامل أيضا مع هدف آخر لتحقيق التحسين المطلوب ولكن هذه المرة من خلال تحسين الاستقرار في الجهد من خلال لاختبار مدى متانة هذا النوع من . STATCOM وهذا بدراسة و مقارنة النتائج مع وبدون إدخال جهاز (L_index) التقليل من مؤشر استقرار الجهد النتائج المتحصل عليها تؤكد مدى فعالية .( (IEEE 30-Bus, IEEE 57-Bus) الخوارزميات قمنا باختبار هذه الطرق على شبكات اختبار قياسية من ضمان حل أمثل وتقارب محسن. TVAC-PSO الطريقة المعدلة This thesis presents a contribution to the optimization of reactive power flow considering new technology FACTS using several methods based meta-heuristics: Genetic algorithms GA optimization, particle swarm optimization (PSO) and many modified versions such as: PSO algorithm with interior coefficient (PSOIC), PSO with constriction factor PSOFC, the PSO algorithm with time varying acceleration PSO-TVAC and the Ant Colony Optimization technique. In this work, many objective functions are considered: total active power loss, voltage deviation, these two objective functions are treated individually and simultaneously using multi objective formulation. Two FACTS devices (STATCOM and TCSC) are installed at critical buses to reduce the total power losses and voltage deviation. To reinforce this present work, another objective is also treated to achieve the desired optimization by improving voltage stability through minimizing the voltage stability index known as (L_index). The proposed optimization methods are applied to many practical electrical network (IEEE 14-Bus; IEEE 30-Bus and IEEE 57-Bus), combative study between many standard optimization techniques shows clearly the robustness of the TVAC-PSO variant in term of solution quality and convergence characteristics. |
| Sommaire : |
0BRemerciements 1BDédicaces 2BPublications 3BRésumé 4BSommaire… 5BListe des Figures… 6BListe des Tableaux Liste des Symboles et abréviations… Introduction Générale… Chapitre 1 Introduction et généralité sur les systèmes FACTS 1.1. Introduction:… 1.2. La puissance réactive dans les circuits électriques: 1.2.1 Sens physique de la « puissance imaginaire» 1.2.2 Le théorème de Boucherot… 1.2.3 Puissance transmise par une ligne électrique:… 1.2.4 La chute de tension 1.2.5 Pertes actives 1.3. La compensation 1.3.1 Principe de la compensation shunts 1.3.2 Principe de la compensation séries 1.3.3 Principe de la compensation par déphasage 1.4. Moyens de compensation réactive 1.4.1 Compensateurs synchrones 1.4.2 Bancs de condensateurs 1.4.3 Compensateurs statiques de puissance réactive 1.5. Les systèmes de transmission flexibles en courant 1.5.1 Définition 1.5.2 Les différents types des systèmes FACTS 1.5.3 Les avantages de la technologie des dispositifs FACTS 1.6. Structure des Principaux Dispositifs FACTS 1.6.1 dispositifs de compensation dynamique shunts 1.6.1.1 Compensateur statique de puissance réactive 0T(SVC)0T 1.6.1.1.1 Définition 1.6.1.2.1 Principe de fonctionnement 1.6.1.2 Le STATCOM (Static Compensator) 1.6.1.2.1 Définition 1.6.1.2.2 Principe de fonctionnement 1.6.2 Dispositifs de compensation dynamique série 1.6.2.1 La capacité série commande par thyristor (TCSC ) 1.6.2.1.1 Définition 1.6.2.1.2 Principe de fonctionnement 1.6.2.2 Compensateur statique série synchrone (SSSC) Sommaires 1.6.2.2.1 Définition 1.6.3 Dispositifs de compensation dynamique hybrides "serie – parallele… 1.6.3.1 Compensateur universel UPFC 1.6.3.1.1 finition 1.6.3.1.2 Principe de fonctionnement 1.7. Conclusion Chapitre 2 Modélisation des dispositifs FACTS 2.1. Introduction… 2.2. Problème de l’écoulement de puissance 2.2.1. Algorithme de N-R dans un système de dimension n 2.2.2. Solution de l'écoulement de puissance par l'algorithme de Newton-Raphson 2.3. Modélisation des éléments du réseau… 2.3.1. Modèles des générateurs… 2.3.2. Modèles de charge. 2.3.3. Modèles de l’élément shunt… 2.3.4. Modèles de ligne… 2.3.5. Modèles de transformateurs… 2.4. Modélisation des dispositifs FACTS… 2.4.1. Injection de puissance aux extrémités de la ligne 2.4.2. Création d'un noeud fictif… 2.4.3. Modification de la matrice d'admittance nodale… 2.4.4. Dispositifs FACTS shunt… 2.4.4.1. Modèle du compensateur statique de puissance réactive (SVC) 2.4.4.2. SVC placé au milieu d'une ligne… 2.4.4.3. Modèle du compensateur statique de puissance réactive (STATCOM) 2.4.5. Dispositifs de compensation série… 2.4.5.1. Modélisation de TCSC 2.4.6. Dispositifs de compensation shunt-série 2.4.6.1. Modélisation mathématique du compensateur universel 'UPFC' 2.5. Conclusion… Chapitre 3 Les méthodes d'optimisation: méthodes déterministes et méta-heuristique 3.1. Introduction:… 3.2. Qu’est-ce qu’un problème d’optimisation… 3.3. Classification des problèmes d’optimisation… 3.4. Concepts de base et terminologie concernant l’optimisation… 3.5. Résolution du Problème d’optimisation… 3.6. Méthodes d’optimisation déterministes… 3.6.1. Méthode du gradient 3.6.1.1. Formulation mathématiques… 3.6.1.2. Avantages et inconvénients 3.6.2. Méthode de Newton… 3.6.3. Programmation dynamique 3.6.4. Les méthodes de points intérieurs 3.6.5. La technique de programmation quadratique 3.7. Les méta-heuristiques 3.7.1. Minimum local et global d’une fonction… 3.7.2. Optimisation par algorithmes génétiques… 3.7.2.1. Mécanicisme de recherche Sommaires 3.7.2.2. Codage et population initiale… 3.7.2.2.1. Codage binaire 3.7.2.2.2. Codage réel… 3.7.2.3. Les opérateurs utilisés par les AG: 3.7.2.3.1. la sélection: 3.7.2.3.2. Le croisement: 3.7.2.3.3. L'opérateur de mutation : 3.7.3. Optimisation par Essaim de particules… 3.7.3.1. Principe de fonctionnement 3.7.4. Optimisation par colonies de fourmis 3.7.4.1. Analogie biologique… 3.7.4.2. Formulation mathématique… 3.8. Adaptation des méthodes méta-heuristiques pour la résolution d’ORPF (optimisation de l’écoulement de puissance réactive) 3.9. Formulation Mathématiques 3.9.1 Première fonction objectif (Pertes Actives de Transmission DP) 3.9.2 Deuxième fonction objectif (Déviation de Tension DV) 3.9.3 Troisième fonction objectif (indice de stabilité de Tension L_index) 3.9.3.1 Formulation de l’index de stabilité de tension (L_INDEX) 3.9.4 Formulation du problème Multi Objectifs 3.9.5 Les Contraintes 3.9.5.1 Contraintes d’égalités 3.9.5.2 Contraintes d’inégalités 3.10. Algorithme génétique… 3.11. Algorithme d’essaim de particules… 3.11.1. Algorithme de PSO avec coefficient d'inertie (PSO-CI)… 3.11.2. Algorithme de PSO avec le facteur de constriction k (PSO-CF) 3.11.3. Algorithme de PSO avec Coefficients d'Accélération variable (PSO-TVAC).. 3.12. L’algorithme de colonies de fourmis (ACO) 3.12.1. Les paramètres optimaux des algorithmes de colonies de fourmis 3.12.2. Organigramme de la technique ACO appliquée à l'OPF… 3.13. Conclusion… Chapitre 4 : Tests et Application 4.1 Introduction:… 4.2 Test d’application 1: Minimisation des Pertes Actives par AG et PSO 4.2.1 Fonction objectif 4.2.2 Les Contraintes 4.2.3 Réseaux test 4.2.4 Paramètres de simulation… 4.2.5 Résultats de simulations… 4.2.6 Interprétation des résultats : réseau test IEEE 14-Bus… 4.2.7 Interprétation des résultats réseau test IEEE 30-Bus… 4.2.8 Test de la variation de charge: IEEE 30-Bus. 4.2.9 Conclusion… 4.3 Test d’application 2: Optimisation de la Puissance Réactive par utilisation du STATCOM… 4.3.1 Le choix de la Position Optimale d’installation du STATCOM…… 4.3.2 La fonction objectif 4.3.3 Les Contraintes Sommaires 4.3.4 Réseaux test 4.3.5 Optimisation de la Puissance Réactive par un Contrôle Flexible du STATCOM en utilisant les Algorithmes Génétiques. 4.3.5.1 Interprétation des résultats 4.3.5.2 Optimisation mono –objectif 4.3.5.3 Optimisation multi –objectifs 4.3.6 Etude Multi Objectifs de l’Optimisation de la puissance réactive Basée sur l’intégration de STATCOM par utilisation de trois variantes de l’algorithme PSO….. 4.3.6.1. La Stratégies du test 4.3.6.2. Cas 1 : fonction mono-objectif : minimisation de DP sans Contrôleur STATCOM… 4.3.6.3. Cas 2 : Fonction mono-objectif : minimisation de DP et DV .considérant le STATCOM… 4.3.6.4. Cas 3 : Optimisation multi Objectifs : Minimisation de DP et VT avec l’incorporation du STATCOM… 4.3.7 Conclusion… 4.4 Test d’application 3 : Optimisation de la Puissance Réactive par utilisation du TCSC… 4.4.1 Application sur le réseau test de IEEE 30-JB… 4.4.1.1 Le choix de la Position optimale d’installation du TCSC… 4.4.1.2 Cas 1: fonction mono objectif: minimisation DP avec et sans TCSC 4.4.1.3 Cas 2: Fonction mono-objectif : minimisation de DV avec et sans TCSC…. 4.4.1.4 Case3: optimisation Multi Objectifs: minimisation de DP et VD avec le .TCSC 4.4.2 Application sur réseau test IEEE 57JB 4.4.2.1 Les Fonctions Objectifs modifiées… 4.4.2.1.1 les pertes actives 4.4.2.1.2 la Déviation de tension… 4.4.2.2 Les différents cas de test 4.4.2.3 Comparaison entre PSO-TVAC et PSO-FC 4.4.2.4 Minimisation de la Déviation de Tension avec et sans TCSC. 4.4.3 Conclusion… 4.5 Test d’application 4 : problème de stabilité de tension 4.6 Test d’application 5 : application de l’algorithme de colonie de fourmis 4.1 Conclusion… Conclusion Générale… Bibliographie… Annexe… |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0299 | Mémoire de magistere | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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