Academic literature on the topic 'Réseaux électriques (Circuits)'

Le développement des technologies numériques associées à internet dans le monde a été fulgurant depuis le début des années 2000 avec une croissance exponentielle. Il en est de même pour la quantité de données transférées et traitées et pour la consommation d’énergie électrique. Si cette tendance ne se ralentit pas, d’ici 2030, la totalité de la production mondiale d’énergie électrique sera consacrée aux activités numériques. Tous les équipements numériques sont basés sur des composants, circuits et systèmes microélectroniques. Le défi actuel consiste à diviser par 100 la consommation d’électricité des équipements électroniques. De nombreuses solutions récentes issues d’activités de recherche impliquant de nouvelles architectures, technologies, matériaux et concepts sont disponibles. Mais la mise en œuvre de ces approches nécessite de nouvelles compétences directement liées aux besoins des entreprises de la microélectronique. Une politique d’acquisition de nouvelles compétences dans le domaine est actuellement développée dans le cadre du réseau national français d’enseignement supérieur en microélectronique. L’objectif final est de former plus de trente mille ingénieurs, docteurs et techniciens dans les six prochaines années dans le cadre du programme France 2030.

Dans le présent article, une commande adaptative par les modes de glissement des puissances statoriques est présentée. Cette loi de commande présente une haute performance comparant à d’autres lois de commande grâce à une identification en temps réel de la résistance rotorique, qui est très sensible avec la température. La référence de la puissance active statorique est donnée par un algorithme MPPT (Maximum Power Point Tracking) qui va nous permettre d’extraire le maximum de puissance au niveau de la turbine, et la référence de la puissance réactive statorique est donnée afin d’améliorer le facteur de puissance du réseau électrique auquel la MADA est connectée. Le rôle du convertisseur matriciel qui connecte le réseau au circuit rotorique de la MADA est de générer les tensions rotoriques nécessaires pour la commande des puissances statoriques. Les performances de notre approche sont confirmées par des résultats de simulation.

La contribution des générateurs photovoltaïques ‘GPV’ au courant de défaut dans un réseau de distribution a des conséquences directes sur leur protection et modifiera, par conséquent, le réglage des seuils de protection. La sélectivité et la sensibilité des protections peuvent être fortement perturbées et provoquées le déclenchement intempestif d’un circuit sain ou l'aveuglement de la protection d’un circuit en défaut, et engendrera des problèmes de surcharges sur les lignes de transport, les transformateurs de puissance et des chutes de tension. L’objectif de ce travail est d’étudier le comportement du réseau de distribution électrique de 29 départs sur le réseau électrique du site de Ghardaïa, suite à l’insertion d’une centrale solaire photovoltaïque de 20 MW, dont la mise en service est programmée pour l’année 2015. Ce travail se focalisera particulièrement sur les conséquences engendrées au niveau des pertes de puissance, de la tension et de l’effet de l’injection au niveau des postes, et sur les courants de court-circuit. Les résultats de simulations d’évaluation des pertes de puissance globales du réseau de distribution, ainsi que le calcul de la tension dans chaque noeud par la résolution du problème d’écoulement des charges permettront d’évaluer l’impact de l’insertion du photovoltaïque sur la tension du réseau moyenne tension et la puissance de court-circuit du réseau, et de déterminer le meilleur emplacement de la future centrale PV de Ghardaïa.

La production brésilienne d’étain à l’échelle industrielle a commencé dans les années 1940 et s’est développée en 1950. Cependant, l’importance interne ne s’est produite qu’avec la découverte du gisement de cassitérite de Rondônia en 1950. Malgré cela, le Brésil ne faisait pas partie de l’International Tin Counciul (ITC), qui était l’accord de marché des pays majoritaires dans la production d’étain à l’époque, ce qui est devenu un obstacle à la valorisation de l’étain dans le commerce international. L’étain métallique est employé dans le revêtement pour des récipients en acier, dans la production du soudage pour des joints des pipes ou des circuits électriques, dans la céramique, dans la fabrication du verre, dans la production du laiton et dans sa forme secondaire, la ferraille, il est employé dans la production de l’étain. L’objectif de cet article est de montrer le panorama mondial et national de l’étain entre 2010 et 2014. Les données pour effectuer cet article ont été prises auprès du Département national de la production minérale – DNPM (http://www.dnpm.gov.br/). La recherche bibliographique a été effectuée dans des articles scientifiques trouvés dans le réseau informatique mondial. L’étain a connu une période relativement positive entre les années étudiées. Il a été constaté que la production mondiale d’étain avait peu de changements; considérant que l’Asie est le principal continent qui détient des réserves d’étain; que la production brésilienne d’étain métallique et contenu a augmenté au cours de la période analysée; que le Brésil exporte plus que les importations d’étain; que la consommation apparente variait, se rapprochant d’un niveau élevé; et que le prix de la tonne était très proche au cours des années étudiées. Les crises sur le marché international n’ont pas affecté si fortement la production qu’elles ont augmenté en raison des investissements dans l’extraction des matières premières.

Dans ce travail nous traitons la question de l’opération optimale de réseaux électriques exploitant leurs caractéristiques intrinsèques structurelles. Les caractéristiques intrinsèques structurelles d’un réseau électrique émanent de la connectivité des lignes composant le réseau et des valeurs de leurs impédances. Ces propriétés structurelles ont un effet majeur sur les paramètres liés à l’opération du système tels que la perte d’énergie et la capacité du réseau. Ces caractéristiques sont représentées par la matrice d’admittance du réseau. Cette matrice décrit complètement le réseau et permet l’accès à ces propriétés. Elle permet le calcul des indices identifiés dans la littérature : contribution des générateurs à la charge, l’indice de l’impact structurelle de la région d’attraction de la charge et la génération, ainsi que l’indice de l’affinité des générateurs. Ces indices sont utilisées pour simplifier les procédures de localisation des générateurs, l’amélioration du profile de la tension et la classification des réseaux. Autres applications concernent l’amélioration de chargement du réseau et l’identification des points critiques pour le renforcement du système. Dans la deuxième partie de ce travail nous développons un modelé linéaire en nombres entiers pour traiter ce même problème. Ce modèle est développé pour une seule période de fonctionnement ainsi que pour des périodes multiples basées sur la courbe de charge-durée. Cette approche est utilisée pour la minimisation des pertes, le problème de chargement du système, la commutation des lignes et la localisation de la compensation de la charge réactivé. Les résultats obtenus par ce deuxième modèle sont ensuite comparés aux résultats issus des caractéristiques structurelles. La comparaison démontre que les résultats obtenus par l’analyse des caractéristiques structurelles sont proche de ceux issus de l’optimisation<br>In this work the optimal operation of power systems based on their inherent structural characteristics is considered. The inherent structural properties of power systems arise from the manner in which transmission lines are interconnected and their impedance values. These structural properties have a major effect on the operational parameters of the system such as load ability and power losses. The inherent structural characteristics of power system network are captured by the Y-admittance matrix. The Y-admittance matrix is decomposed from circuit theory perspective to identify the inherent structural characteristic indices that completely described power system networks. The identified indices from this research work are the ideal generator contribution index, the structural impact of the load electrical attraction region index, the structural impact of the generator electrical attraction region index and the generator affinity index. These indices have been used to simplify the process of determining the optimal locations for generators, improved voltage profile and classify power system networks. Other applications include load ability improvement and identification of critical nodes for transmission network reconfiguration based on occurrence of critical outages. In the second part of this work a mixed integer linearized model is used to deal with the same problem. This model is derived for a single period model as well as for a multi-period model based on the load duration curve. This approach is applied to the minimisation of power losses, the load ability problem, the line switching problem and the reactive power compensation location. This linearized model mixed integer approach is then compared to the inherent structural characteristics approach. This comparison shows that the inherent structural characteristics approach give results that are quite close to the mixed integer model approach

Construction d'un modèle permettant de prévoir les instabilités de tension en tenant compte des caractéristiques dynamiques et des non-linéarités. Relation avec la capacité de charge. Application à la conduite des réseaux

Depuis plus d'une vingtaine d'années une attention toute particulière est portée sur l'étude de réseaux électriques afin d'améliorer leur dimensionnement, leur qualité, leur sécurité et leurs performances. En effet, ces réseaux deviennent de plus en plus complexes avec l'apparition de nouvelles sources d'énergie de nature diverse et l'augmentation de dispositifs d'électronique de puissance qui servent d'interfaces de connexion ou de dispositifs de contrôle. Ces évolutions engendrent de nombreux problèmes d'analyse et de dimensionnement des réseaux électriques modernes. Pour les résoudre, nous proposons une démarche originale de modélisation et d'analyse basée sur les systèmes d'ordre non entier. Elle peut s'appliquer soit aux réseaux électriques, soit à leurs composants (machines électriques, piles à combustibles, charges, etc. ). Plus précisément, le premier objectif de ce mémoire est l'application de la théorie fractale à la modélisation dynamique des systèmes électriques afin d'obtenir des modèles de connaissance plus précis et d'ordre réduit. On tâchera notamment de mettre en évidence les liens qui existent entre géométrie fractale des systèmes électriques, performances fréquentielles et modélisation d'ordre non entier. Le deuxième objectif est l'application des modèles d'ordre non entier aux études de stabilité classiquement menées sur les systèmes électriques<br>Since twenty years, a particular attention is focused on the study of electrical networks to improve their design, their quality and safety and at least their performance. Indeed, these electrical networks become more complex with the emergence of new sources of energy of various kinds and the rise of electronic devices which connect or control devices. These changes lead to numerous issues of analysis and design of modern electrical power networks. To solve them, the authors propose an original approach of modelling and analysis based on non-integer order systems. This approach can be applied to global power networks or to one of their components (e. G. Electrical machines, fuel cell, loads). More specifically, the first aim of this PhD concerns the application of fractal theory to the dynamic modelling of electrical systems in order to obtain knowledge models which are more accurate and of reduced order. Then, this report highlights the links between fractal geometry of electrical systems, frequency performance and non-integer order modelling. The second objective is the application of non-integer order models to stability studies of electrical systems

Depuis plus d'une vingtaine d'années une attention toute particulière est portée sur l'étude de réseaux électriques afin d'améliorer leur dimensionnement, leur qualité, leur sécurité et leurs performances. En effet, ces réseaux deviennent de plus en plus complexes avec l'apparition de nouvelles sources d'énergie de nature diverse et l'augmentation de dispositifs d'électronique de puissance qui servent d'interfaces de connexion ou de dispositifs de contrôle. Ces évolutions engendrent de nombreux problèmes d'analyse et de dimensionnement des réseaux électriques modernes. Pour les résoudre, nous proposons une démarche originale de modélisation et d'analyse basée sur les systèmes d'ordre non entier. Elle peut s'appliquer soit aux réseaux électriques, soit à leurs composants (machines électriques, piles à combustibles, charges, etc.). Plus précisément, le premier objectif de ce mémoire est l'application de la théorie fractale à la modélisation dynamique des systèmes électriques afin d'obtenir des modèles de connaissance plus précis et d'ordre réduit. On tâchera notamment de mettre en évidence les liens qui existent entre géométrie fractale des systèmes électriques, performances fréquentielles et modélisation d'ordre non entier. Le deuxième objectif est l'application des modèles d'ordre non entier aux études de stabilité classiquement menées sur les systèmes électriques.

L'utilisation d'un réseau électrique au plus près de ses limites peut entraîner son instabilité en cas de perturbation. L'amortissement du système peut être obtenu par des moyens classiques de régulation de tension et de vitesse mais aussi par un SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage). Celui-ci fait partie des dispositifs FACTS (Flexible AC Transmission Systems) de plus en plus utilisés dans les réseaux électriques. Il est constitué d'une bobine supraconductrice associée à un convertisseur GTO de grande puissance. Il amortit les oscillations du réseau en échangeant avec ce dernier, par absorption ou fourniture selon les besoins du réseau, de la puissance active et/ou de la puissance réactive. Dans cette thèse, le réseau test retenu est un réseau de 3 machines et 9 nœuds. L'étude a montré qu'il est naturellement instable. L'influence de la régulation classique et celle du SMS sur le comportement du réseau soumis aux contraintes les plus sévères ont été examinées. L'action prépondérante du SMES sur celle de la régulation classique a été établie. Le choix d'utiliser le SMES comme régulateur de vitesse ou comme compensateur est fonction des problèmes spécifiques du réseau. La position optimale su SMES est généralement proche des machines à risques. Dans ce cas, la fonction prédominante du SMES est celle liée à sa régulation de puissance. Dans le cas où aucune machine particulière n'a d'influence prédominante sur la stabilité du réseau, le SMES est connecté à un nœud voisin des points faibles du réseau. Il fonctionne alors comme compensateur statique et participe au réglage de la stabilité en tension<br>The use of a power network near its operating limits can provoque its instability when a disturbance occurs. The damping of the system's oscillations can be obtained by the classical means such as automaticvoltage regulator and governor action but also by a SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage) which is one of the FACTS (Flexible AC Transmission Systems) devices. These are used more and more in the power systems. The SMES is composed of a superconducting coil and a GTO power converter. It damps the system's oscillations by exchanging the power with the system. Active power and/or reactive power can be consumed or supplied by the SMES according to the system requirement. In this thesis, a 3 machines - 9 nodes network is simulated. The study has showed that the system is instable without regulation. The impacts of the classical regulation and the SMS on the network's behaviour when the system is subject to strong constraints are studied. The impact of the SMS on the system stability is better than the action of the classical regulation. To use the SMES as speed regulator or as compensator depends on the specific problems of the system. The optimal location of the SMES is generally near the machines at risk. In this case, the dominant function of the SMES is its speed regulation. If there is no particular machine which has a dominant impact on the system stability, the SMES is connected to the node near the weak point of the network. In this case, it is used as compensator and it contributes to maintain the voltage stability

Dans cette thèse nous nous attaquons au problème de dimensionnement des anneaux métropolitains optiques transparents à faible consommation d'énergie. Une nouvelle architecture de noeuds tout-optiques, appelée Packet Optical Add-Drop Multiplexer (POADM), permet d'améliorer les performances des réseaux métropolitains tout en diminuant leur consommation d'énergie et donc leur coût d'exploitation. Un POADM est composé de récepteurs optiques de pointe dont le coût unitaire est elevé. Le nombre de ces équipements est variable dans chaque noeud et détermine les performances du noeud mais aussi son coût de déploiement. Nous proposons des solutions de dimensionnement permettant à la fois de garantir les performances du réseau tout en minimisant le coût de déploiement de celui-ci<br>In this thesis we address the problem of dimensionning metropolitan all-optical rings with low energy consumption. A new architecture for all-optical nodes, called Packet Optical Add-Drop Multiplexer (POADM), improves the performance of metropolitan networks while reducing their energy consumption and therefore their operating costs. A POADM is composed of advanced optical receivers whose unit cost is elevated. The number of these equipments is variable in each node and it determines the performance but also the capital expenditure of the network. We offer design solutions to both ensure network performance while minimizing the cost of deploying it

Les technologies CPL offrent une possibilité de créer un réseau informatique en utilisant le réseau électrique domestique comme support de communication. Elles offrent aujourd’hui des débits suffisants pour mettre en place les mêmes applications que sur les réseaux wifi ou Ethernet. Néanmoins, les performances sont très tributaires de la configuration électrique et électromagnétique de l’habitation et peuvent se révéler dans plusieurs cas non satisfaisantes. L’objectif de ce mémoire est de développer un outil déterministe permettant de qualifier une installation électrique vis-À-Vis du CPL. Après une analyse et une étude comparative des modèles les fréquents dans les travaux scientifiques, celui basé sur les multi trajets a été choisi et implémenté. L’outil permet de calculer des paramètres du canal entre deux points du réseau. Les éléments de protection (disjoncteurs) non repris dans la littérature ont été caractérisés et modélisés. L’impact de la topologie du réseau (dérivation, étoile, cascade) et du type de câble (R02V, ICT) a été investigué. Lorsque la topologie du réseau électrique n’est pas connue, nous avons initié une approche pour la déterminer à partir des temps de propagation d’une impulsion entre les prises de courant<br>Power line communications (PLC) technologies allow deploying low cost home data network using power cables as transmission lines. They offer nowadays data rate sometimes upper than those of Wifi standard. However, PLC performances strongly depend on the electric and electromagnetic environment of the domestic power grid. The announced data rates are then rarely achieved. The aim of this work is to develop a tool computing the expected PLC performances of a given network. Frequent PLC models are compared and the multipath model has been chosen after than analysis. The developed simulator can compute the transmission parameters (transfer function, channel capacity, coherence bandwidth) between two points of the grid. The influence of the grid topology and the cable type is investigated. When the grid topology is unknown, an algorithm to compute it has been initiated from the pulse propagation times between power outlets

L’évolution vers des systèmes toujours plus électriques concerne tous les moyens de transport. En particulier, les prochaines générations d’avions commerciaux. Cette tendance, amorcée avec l’Airbus A380 et le Boeing 787, devrait se poursuivre et s’amplifier. Un avion de constitution plus électrique, où l’axe de transmission principal de puissance de nature électrique se substituerait, au moins en partie, aux axes de types pneumatique, hydraulique et mécanique, pourrait être source d’amélioration au regard de critères écologiques et économiques (gain en masse, accroissement de l’efficacité énergétique, réduction des coûts de maintenance, etc.).Le développement de réseaux électriques locaux, de type continu à échange d’énergie, pourrait favoriser cette démarche. Des sources locales de production d’électricité, des charges bidirectionnelles en puissance, ainsi que des systèmes de stockage d’énergie et de dissipation, seraient alors interconnectés par un bus continu de tension, associés à des protections électriques adaptées.Plusieurs stratégies de gestion énergétique sont proposées. En fonction des objectifs, des contraintes et des moyens d’action envisagés, différents outils ont été mis en œuvre. Dans le cas d’une stratégie visant plusieurs objectifs simultanément, la logique floue apparaît comme étant un outil bien adapté. De plus, étant basée sur des règles, cet outil permet de développer naturellement une stratégie de gestion énergétique intégrant plusieurs contraintes. Deux indicateurs pour évaluer les performances de ces stratégies de supervision ont été proposés (efficacité énergétique et variation de tension). Ces indicateurs permettent de choisir une stratégie de supervision, et donnent des critères pour le dimensionnement du système de stockage et de dissipation. Ces startégies de supervision ont été testées expérimentalement.La stabilité du réseau DC local a été analysée en petit signal. Il est montré que le système hybride avec la stratégie de gestion énergétique associée peut contribuer à augmenter la marge de stabilité de ce type de réseau.Les liaisons en continu mises actuellement en œuvre dans les systèmes embarqués en aéronautique ne sont pas réversibles en puissance. La volonté de les rendre réversibles nécessite donc de revoir complètement les protections de ce type de réseau. La problématique des protections de court-circuit et de défaut d’isolation a été investiguée. Une méthode pour sélectionner la branche en défaut d’isolation est proposée. Elle est testée au moyen de l’outil de simulation Saber qui prend en compte les caractéristiques des composants réels.Les travaux réalisés dans cette thèse peuvent être généralisés pour s’appliquer dans d’autres domaines d’application tels que les véhicules électriques ou hybrides, les systèmes ferroviaires, etc<br>The electrification trend is for all modes of transportation, particularly in the next generation of commercial aircrafts. This trend began with the Airbus A380 and Boeing 787 and it will continue. The replacement of mechanical, hydraulic and pneumatic power transfers by an electrical one is one of the most important innovations of the More Electric Aircraft in the aspect of ecologic and economic (weight reduction, energy efficiency increasing, maintenance costs reduction, etc..). The development of a local power exchange network, like a DC one, should facilitate this process. Some local electricity production, bi-directional loads and energy storage and dissipation system, are then interconnected by a DC bus, via some appropriate protections. Several power management strategies are proposed. Depending on the objectives, constraints and means of action envisaged, some tools have been implemented. In the case of a multiple objectives strategy, fuzzy logic appears to be a well suited tool . Moreover, being based on rules, this tool allows to develop naturally a power management strategy in considering several constraints. Two indicators to evaluate performance of these supervision strategies have been proposed (energy efficiency and voltage variation). These indicators help to choose a strategy of supervision, and provide criteria for sizing the storage and dissipation system. These supervision strategies were tested experimentally. The stability of the local DC network was analyzed in small signal. It is shown that the hybrid system with the associated energy management strategy can help to increase the stability margin of this type of network. The currently power connection being implemented in on-board systems is not reversible in power. To make it reversible necessitates a complete redesign of the protections. The problem of short-circuit protection and fault isolation has been investigated. A method to select the branch in insulation failure is proposed. It is tested using the Saber simulation tool that takes into account the characteristics of real components. The work in this thesis can be generalized and to be applied in other fields such as electric or hybrid vehicles, rail systems …etc

La conception de dispositifs à transposition de fréquence comporte un élément non linéaire entouré d'éléments linéaires. Il n'existe à présent pas de méthode de synthèse simple pour ce type de dispositifs. Pour cela nous avons proposé une nouvelle méthode, qui réside dans la prédétermination des impédances optimales à présenter à chaque accès du transitoire afin d'atteindre un objectif, par exemple un gain de conversion optimal. La méthode proposée consiste à déterminer les meilleurs valeurs à présenter aux accès du composant non linéaire. Pour cela toutes les non-linéarités du composant (un Mesfet) ont été décrites par le formalisme de la matrice de conversion. En particulier, la matrice de conversion d'une capacité non-linéaire a été mise en évidence. Les résultats obtenus par cette méthode concernant le gain de conversion, ont été comparés avec ceux trouvés dans la littérature basés sur des méthodes empiriques. Dans l'état actuel du développement des logiciels de simulation non linéaire, l'optimisation est naissante. Il faut donc prévoir les bonnes valeurs des éléments à présenter au composant non linéaire. Même lorsque les optimiseurs seront aussi performants que ceux qui existent actuellement en linéaire, ils ne pourront fonctionner que pour des valeurs initiales raisonnables. De plus, si ces valeurs initiales sont proches de l'optimum, le temps de calcul est considérablement diminué. La méthode proposée ayant été validée par des simulations, elle est utilisée actuellement au laboratoire pour la réalisation d'un mélangeur très large bande.

Par rapport au traitement électrique des données, en passant au domaine optique et aux circuits nanophotoniques la bande passante disponible augmente considérablement, la parallélisation est intrinsèquement possible et le calcul en mémoire peut être réalisé avec des matériaux à changement de phase. Ce chapitre présente les détails et les applications de cette technologie, jusqu’à un réseau neuronal artificiel optique.