Dissertations / Theses: 'Réseaux électriques (Énergie) – Modèles mathématiques'

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Tanguy, Kevin. "Modélisation et optimisation de la recharge bidirectionnelle de véhicules électriques : application à la régulation électrique d'un complexe immobilier." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30390/30390.pdf.

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Abstract:

La démocratisation des véhicules hybrides branchables ainsi que des véhicules purement électriques implique un surplus de demande sur les réseaux de distribution. Le Vehicle-to-Grid (V2G) ou le Vehicle-to-Building (V2B) visent à répondre à cette demande accrue en utilisant les véhicules non plus comme de simples charges pour le réseau électrique mais comme des acteurs effectuant des échanges bidirectionnels. Les travaux présentés dans ce mémoire montrent, avec des données réelles du campus de l’Université Laval, une modélisation de flottes de véhicules et l’application d’un modèle d’optimisation linéaire que le V2B peut permettre de réaliser des gains financiers partagés entre les acteurs tout en rechargeant efficacement les véhicules participants. The democratization of plug-in hybrid electric vehicles along with purely electric vehicles causes an increased electric demand on the power grid. Vehicle-to-Grid (V2G) or Vehicle-to-Building (V2B) aim to bring an appropriate response to this increased demand, by not simply considering vehicles as loads for the grid but as actors making bidirectionnal exchanges. The works presented in this master’s thesis show, with real data on the Université Laval campus, a modelling of vehicle fleets and the application of a linear optimization model, that V2B can provide financial gain shared between the actors of the system, while charging the vehicles efficiently.

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Mogo, Jules Bonaventure. "Improving the deterministic reserve requirements method to mitigate wind uncertainty." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/34660.

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Abstract:

Les réseaux électriques sont sujets aux aléas divers pouvant éventuellement mettre en péril leur sûreté. Des évènements résultants de l’aléa météorologique ou de la défaillance stochastique des composants du réseau tels qu’une fluctuation de températures hors saison ou la perte d’une unité de production, peuvent causer des déséquilibres inattendus entre l’offre et la demande et entraîner des délestages. Pour faire face à ces aléas, des marges de puissance ou "réserve" sont ménagées par rapport au strict équilibrage de l’offre et de la demande prévisionnelle. Cependant, déterminer la quantité de réserve suffisante pour une opération fiable et rentable est un problème difficile à résoudre, particulièrement en présence d’incertitude croissante due à la libéralisation du marché de l’électricité et à la pénétration à grande échelle des éoliennes sur le réseau. L’approche déterministe considère un niveau de réserve statique du jour pour le lendemain. L’énergie éolienne étant faiblement prévisible, de la réserve supplémentaire est requise pour pallier l’intermittence du vent. Parce que les éoliennes ne sont pas distribuables, les générateurs conventionnels ont été laissés sous pression en répondant aux variations larges et rapides de la charge nette du réseau. Étant données les contraintes de rampe qui limitent leur flexibilité, le bon fonctionnement du marché de l’électricité peut être altéré parce que les transactions d’énergie qui y sont contractées risquent de ne pas être réalisées en temps réel comme convenu pour des raisons de sécurité. Dans ce contexte, l’utilisation de l’approche déterministe à elle seule comme c’est le cas aujourd’hui, pourrait ne pas être économique ou fiable pour contenir les risques encourus; d’où la nécessité des méthodes sophistiquées basées sur une représentation plus complexe de l’incertitude. Cette thèse propose des solutions viables et efficientes à l’incertitude croissante dans l’opération à court terme des réseaux électriques en présence d’éoliennes à grande échelle et dans un contexte de compétition. Le caractère conservatif de la méthode déterministe a été grandement amélioré par une génération de réserve supplémentaire, contrôlable, et qui tient en compte l’aspect stochastique des éoliennes. La mutualisation des capacités via l’interconnexion permet d’alléger la contrainte d’équilibrage du réseau et de réduire les secousses autour des générateurs conventionnels. Afin de faciliter les transactions d’énergie sur le marché, des règles ont été élaborées pour inciter la mise en disponibilité des générateurs à larges paliers de rampes. Un problème combiné de la programmation des centrales et de transit optimal de puissance incorporant tous les objectifs sus-cités a été formulé. Traduit en programmation mixte quadratique car générant des solutions faisables dont le niveau d’optimalité est connu, celui-ci a été utilisé pour investiguer divers effets de l’interconnexion sur la réduction des coûts d’exploitations associés à plus d’éoliennes sur le réseau. Enfin et surtout, la capacité de notre modèle à résister aux contingences a été validée avec un modèle qui tient compte de l’aspect aléatoire des composants du réseau à tomber en panne. Ce qui nous a permis d’ajuster notre stratégie du marché du jour pour le lendemain par rapport à celui du temps réel. Notre modèle se distingue par sa rapidité et sa capacité `a révéler les coûts cachés de l’intégration des éoliennes dans les réseaux électriques. Power grids are subject to a variety of uncertainties that may expose them to potential safety issues. Interruptions in electricity supply for instance, may result from an unseasonable temperature fluctuations or a power station outage, which are events of stochastic nature involving the weather or the failure of a component in the grid. The result may be sudden imbalances in supply and demand, leading to load interruptions. To plan for such unforeseen events, the grid carries ’reserve’, i.e., additional capacity above that needed to meet actual demand. However, scheduling the appropriate amount of reserve needed for a reliable and cost-effective grid operation is very challenging, especially in the context of increased uncertainties due to liberalization and the large-scale wind electric generators (WEGs) penetration to grid. Traditional grids assume a fixed knowledge of system conditions for the next day. Wind power being very poor to predict, an extra reserve generation to accommodate its uncertainty is required. Because WEGs aren’t built around spinning turbines, conventional units have been left stressed while responding to large and fast variations in the system net load. Given the temporal operating restrictions that limit their flexibility, the properly functioning of the electricity market can be altered as the energy transactions may not be carried out in realtime, exactly as agreed for security reasons. In this context, the use of the deterministic criteria alone as is the case today, may not be economical or reliable in limiting the risk of uncertainty; calling for sophisticated methods based on more-complex characteristics of uncertainty. This thesis proposes reliable and sound solutions to the increased variability and uncertainty in short-term power grid operations emanating from increasing the share of WEGs in the generation mix and competition from electricity markets. The conservativeness of the deter ministic method has been greatly improved with an adjustable extra generation reserve that accounts for the stochastic feature of WEGs. An inherent flexibility–design that attempts to reduce the onus placed on conventional units to balance the system has been considered. In doing so, the jerkings around these units while responding to large and fast variations in the system net load have been considerably mitigated. Adequate market policies that incentivize flexible resources to make their units with higher ramp rates available to follow dispatch signals have been crafted, thereby avoiding potential reliability degradation or costly out-ofmarket actions. A combined Security Constrained Unit Commitment (SCUC) and Optimal Power Flow (OPF) optimization problem that encompasses all the above mentioned goals has been formulated. Translated into a Mixed Integer Quadratic Programming (MIQP) problem that can return a feasible solution with a known optimality level, the SCUC-OPF engine has been used to investigate various effects of grids integration on reducing the overall operating costs associated with more wind power in the system. Last but not least, the effectiveness of our model to withstand contingencies has been done with a probabilistic model benchmark that accounts for the random nature of grid failure. This allows the adjustment of the Day- Ahead Market (DAM) strategy with respect to the Real-Time Market (RTM). Our model is proven to be more acceptable as it is time-saving, and has particular implications for wind integration studies as it can reverse the hidden cost of integrating WEGs to grid.

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Bouhali, Omar. "Contribution des convertisseurs multiniveaux au raccordement de la production d'origine éolienne sur un réseau électrique." Ecole Centrale de Lille, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Bouhali.pdf.

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Abstract:

L’objectif de ce travail consiste à évaluer les possibilités des convertisseurs multi niveaux pour le raccordement de systèmes de génération à base d’éolienne intégrant un système de stockage. Tout d’abord, la modélisation et la commande pour le raccordement d’une source sont étudiées. Classiquement le convertisseur utilisé pour réaliser la connexion au réseau est contrôlé de manière à réguler le bus continu intermédiaire. L’utilisation d’un convertisseur de topologie NPC nécessite l’équilibrage du bus continu. Une solution basée sur l’utilisation des configurations redondantes est proposée. Ensuite, la généralisation pour la modélisation et la commande d’un onduleur triphasé multi niveaux est développée. L’unité de stockage est utilisée pour réguler le bus continu et compenser les fluctuations de puissance de l’éolienne. La supervision énergétique de cette association de deux sources est réalisée. Le domaine de fonctionnement est déterminé. Différentes possibilités de connexion de ces deux sources sont développées et évaluées expérimentalement. Enfin, l’utilisation d’un convertisseur utilisant quatre condensateurs en série pour le bus continu est développée pour le raccordement d’un système multi sources. Diverses possibilités de raccordement sur ce bus continu sont abordées. Le système de supervision des puissances qui est rendu nécessaire pour chaque cas est également présenté This work deals with the evaluation of the possibilities which offers the multilevel converters for the connection of a wind generation system including a storage system. First of all, modeling and control of the connection are given. Classically, the grid converter is controlled to regulate the intermediate continuous bus. The use of a NPC converter topology requires the balancing of the DC-bus voltage. A solution based on the redundant configurations is proposed. Then, the modeling and the control of a three-phase multilevel inverter are presented by extending the presented concepts, which are established by using the vectorial mathematical tools. The storage unit is used to control the continuous bus and consequently compensate the fluctuations of the wind power. The energy supervision of the association of both sources is presented and the operation range is given. Various possibilities of the connection of both sources are proposed and evaluated. Experimental validations are given. Finally, the use of a converter using four series capacitors in the DC-bus is developed for the multi source system connections. Various possibilities of connection on this continuous bus are investigated. The supervision system of the powers for each case is also given

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Davigny, Arnaud. "Participation aux services système de fermes d'éoliennes à vitesse variable intégrant du stockage inertiel d'énergie." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Davigny.pdf.

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Abstract:

Dans ce travail, une solution pour que des systèmes de génération, à base d'éolienne associée à du stockage inertiel d'énergie, puissent participer aux réglages du réseau est présentée. II comporte trois parties. La première partie traite des générateurs éoliens et des réseaux électriques. Elle est divisée en trois chapitres. Le chapitre 1 présente un état de l'art des générateurs éoliens les plus couramment connectés au réseau électrique français. Le chapitre 2 présente le système électrique français et son exploitation. Le chapitre 3 résume les problèmes d'intégration de l'éolien dans les réseaux. La seconde partie présente le système de génération proposé pouvant participer au réglage de la tension, contribuer au réglage de la fréquence et fonctionner en îlotage. Sa modélisation et sa commande y sont développées. La structure présentée se compose d'un générateur éolien associé à un système de stockage inertiel qui se comporte comme une source de tension à l'aide d'une régulation utilisant des correcteurs résonnants. Cette section est divisée en trois parties. Le chapitre 4 présente le générateur éolien. Le chapitre 5 traite du système de stockage inertiel. Le chapitre 6 développe l'interface de raccordement au réseau du système de génération. La troisième partie présente des résultats numériques et expérimentaux de la configuration retenue pour le système de génération. Elle est décomposée en deux chapitres. Le chapitre 7 illustre, à l'aide de simulations numériques réalisées à l'aide du logiciel MatIab - Simulink, le comportement du système de génération connecté à différentes topologies de réseau. Différents superviseurs permettant de gérer l'état du stockage inertiel, en tenant compte de la puissance débitée par le générateur éolien, sont présentés. L'objectif de cette gestion est de disposer d'une réserve d'énergie lors d'une sollicitation du réseau (passage d'un fonctionnement en réseau connecté à un fonctionnement en îloté, participation éventuelle au réglage primaire de fréquence. . ). Les actions d'un superviseur simplifié, développé dans de précédents travaux, et de superviseurs proposés dans ce travail, utilisant la logique floue, seront illustrées et comparées. Le chapitre 8 présente des résultats expérimentaux de la configuration retenue; obtenus au moyen d'un banc d'essais de 3 kW, qui permettront de valider le fonctionnement du système proposé en fonctionnement îloté sur charge équilibrée et déséquilibrée. Enfrn le mémoire se termine par une conclusion et des perspectives.

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Allard, Antoine. "Percolation sur graphes aléatoires - modélisation et description analytique -." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30822/30822.pdf.

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Abstract:

Les graphes sont des objets mathématiques abstraits utilisés pour modéliser les interactions entre les éléments constitutifs des systèmes complexes. Cette utilisation est motivée par le fait qu’il existe un lien fondamental entre la structure de ces interactions et les propriétés macroscopiques de ces systèmes. La théorie de la percolation offre un paradigme de choix pour analyser la structure de ces graphes, et ainsi mieux comprendre les conditions dans lesquelles ces propriétés émergent. Les interactions dans une grande variété de systèmes complexes partagent plusieurs propriétés structurelles universelles, et leur incorporation dans un cadre théorique unique demeure l’un des principaux défis de l’étude des systèmes complexes. Exploitant une approche multitype, une idée toute simple mais étonnamment puissante, nous avons unifié l’ensemble des modèles de percolation sur graphes aléatoires connus en un même cadre théorique, ce qui en fait le plus général et le plus réaliste proposé à ce jour. Bien plus qu’une simple compilation, le formalisme que nous proposons augmente significativement la complexité des structures pouvant être reproduites et, de ce fait, ouvre la voie à plusieurs nouvelles avenues de recherche. Nous illustrons cette assertion notamment en utilisant notre modèle pour valider et formaliser certaines intuitions inspirées de résultats empiriques. Dans un premier temps, nous étudions comment la structure en réseau de certains systèmes complexes (ex. réseau de distribution électrique, réseau social) facilite leur surveillance, et par conséquent leur éventuel contrôle. Dans un second temps, nous explorons la possibilité d’utiliser la décomposition en couches “k-core” en tant que structure effective des graphes extraits des systèmes complexes réels. Enfin, nous utilisons notre modèle pour identifier les conditions pour lesquelles une nouvelle stratégie d’immunisation contre des maladies infectieuses est la stratégie optimale. Graphs are abstract mathematical objects used to model the interactions between the elements of complex systems. Their use is motivated by the fact that there exists a fundamental relationship between the structure of these interactions and the macroscopic properties of these systems. The structure of these graphs is analyzed within the paradigm of percolation theory whose tools and concepts contribute to a better understanding of the conditions for which these emergent properties appear. The underlying interactions of a wide variety of complex systems share many universal structural properties, and including these properties in a unified theoretical framework is one of the main challenges of the science of complex systems. Capitalizing on a multitype approach, a simple yet powerful idea, we have unified the models of percolation on random graphs published to this day in a single framework, hence yielding the most general and realistic framework to date. More than a mere compilation, this framework significantly increases the structural complexity of the graphs that can now be mathematically handled, and, as such, opens the way to many new research opportunities. We illustrate this assertion by using our framework to validate hypotheses hinted at by empirical results. First, we investigate how the network structure of some complex systems (e.g., power grids, social networks) enhances our ability to monitor them, and ultimately to control them. Second, we test the hypothesis that the “k-core” decomposition can act as an effective structure of graphs extracted from real complex systems. Third, we use our framework to identify the conditions for which a new immunization strategy against infectious diseases is optimal.

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Platis, Agapios. "Modélisation de la sûreté de fonctionnement par des chaînes de Markov non-homogènes : application à la modélisation de la fiabilité d'un poste électrique." Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMP1076.

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Abstract:

L'objectif principal de cette thèse est de proposer des méthodes permettant de prendre en compte la variation en fonction du temps des paramètres de fonctionnement et de dysfonctionnement pour les études de sûreté de fonctionnement des postes électriques. Un modèle permettant de tenir compte de toutes ces variations est une modélisation par chaînes de Markov non homogènes (CMNH), objet mathématique peu étudié jusqu'a présent dans le domaine de la sureté de fonctionnement. Dans un premier temps, les différences majeures entre les processus de Markov homogènes et non-homogènes sont établies. En particulier, le temps d'entrée a une moyenne finie sous des conditions bien plus complexes que dans le cas homogène. Nous avons donc passé en revue tout un ensemble d'indicateurs de fiabilité et plus généralement de performativité, exprimés d'abord en terme de chaînes de Markov non homogènes quelconques, puis dans un cas particulier de type cyclique. Nous avons également donné des éléments pour l'analyse de l'erreur provoquée par l'utilisation d'un modèle homogène comme approximation d'un modèle non-homogène. Une partie importante du travail est aussi le développement de mesures de performativité spécifiques aux systèmes électriques, en intégrant non seulement les effets des défaillances mais également des mesures de type "cout" beaucoup plus riches. D'autres sujets fondamentaux sont abordés, tels que les processus markoviens non-homogènes ou les processus semi-markoviens, pour compléter le parcours d'outils mathématiques disponibles dans le domaine. Finalement, nous montrons, chiffres à l'appui, l'apport que l'on peut attendre des modèles non-markoviens par rapport aux processus markoviens classiques, sur un cas réel de système électrique.

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Houssamo, Issam. "Contribution à l'étude théorique, à la modélisation et à la mise en oeuvre d'un système multisource appartenant à un micro-réseau électrique : considération sur la qualité de l'énergie." Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP2020.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d’étudier, d’analyser et de développer un système multisource appartenant à un micro-réseau DC avec la prise en considération de quelques aspects de la qualité de l’énergie. Le chapitre I présente l’intérêt du réseau intelligent afin d’assurer la meilleure coordination entre la production d’électricité distribuée et la consommation électrique. En vue de la prédiction, un modèle purement expérimental de la source photovoltaïque est développé et présenté dans le chapitre II. Par ailleurs, afin d’extraire la puissance maximale de la source photovoltaïque, un algorithme classique est amélioré et comparé énergétiquement avec trois autres méthodes. Dans le chapitre III, les éléments de la sécurisation du système multisource, soit le stockage électrochimique et le réseau public, sont caractérisés. Dans le cas d’un déficit du stockage, le réseau public est utilisé pour assurer l’alimentation de la charge, mais aussi pour évacuer le surplus d’énergie. Le chapitre IV est consacré au contrôle du système multisource et à sa validation expérimentale. La commutation entre les éléments de la sécurisation du système global fait l’objet d’une stratégie de gestion d’énergie dans laquelle la priorité est donnée au stockage caractérisé par son état de charge. Grâce à cette stratégie, la faisabilité technique du système multisource est expérimentalement validée. Le chapitre V présente quelques aspects portant sur l’amélioration de la qualité de l’énergie : du côté réseau public un correcteur résonnant est proposé, du côté bus continu on élimine la puissance pulsante par l’injection de son opposé à l’aide du stockage électrochimique The objective of this thesis is to study, analyze and develop a multisource system belonging to a DC micro-grid with consideration of some aspects of the power quality. Chapter I presents the interest of the smart grid to ensure better coordination between distributed generation and power consumption. Having in view the prediction, a purely experimental model of photovoltaic source is developed and presented inChapter II. Furthermore, in order to extract the maximum power of the photovoltaic source, a classical algorithm is improved and the extracted energy is compared with three other methods. In Chapter III, the security system elements, the electrochemical storage and the public grid, are characterized. In the case of a storage shortage, the public grid is used to supply power to the load, but also trade back excess energy. Chapter IV presents the control of multisource system and its experimental validation. The energy management strategy taken into account is based on switching between the elements which secure the multisource system. For this, the priority is given to storage characterized by its state of charge. Thanks to this strategy, the technical feasibility of the multisource system is experimentally validated. Chapter V gives some aspects related to the improvement of the power quality: for the public grid side, a resonant controller is proposed, for the DC bus side, the pulsating power is eliminated by injecting the opposite signal supplied by the electrochemical storage

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Le, Tai. "Architectures électriques optimales de centrales photovoltaïques linéaires et services contribués au réseau." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT014.

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Abstract:

En France, le projet de Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) publié début 2019 prévoit de multiplier par 4 ou 5 la capacité de production d’énergie photovoltaïque en moins de 10 ans. Dans ce contexte de forte demande en énergie « propre », d’un réseau électrique à fort taux d’énergie renouvelable (ENR) (jusqu’à 30% en 2030 en France) et d’expansion du solaire, ceci nécessite d’installer de nombreuses grandes centrales photovoltaïques (PV) de l’ordre de quelques centaines MW chacune. Or, au regard des surfaces requises, le développement des grandes centrales solaires au sol peut engendrer des conflits d’usage avec les terres agricoles et affecter la biodiversité. La question des terrains disponibles à cette utilisation devient donc cruciale.L’objectif de cette thèse est de présenter et d’étudier une solution qui répond à cette problématique : profiter de surfaces linéaires, s’étendant sur des dizaines, voire des centaines de kilomètres, comme les pistes cyclables, les bordures d’autoroute, les voies ferrées… pour installer des systèmes PV de fortes puissances. Ces surfaces potentielles ont pour avantages d’être très présentes, exploitables pour le PV et pas chères. L’installation de nouveaux types de centrales PV linéaires va ouvrir des opportunités, mais par contre, elles auront aussi des challenges à relever, comme les contraintes techniques spécifiques, à caractériser et étudier.Les travaux de cette thèse vont, entre autres, consister à définir et optimiser l’architecture électrique de ces grands systèmes photovoltaïques linéaires innovants. Elle se divise en six chapitres :- Le premier chapitre présente l’état de l’art et le contexte énergétique de l’énergie renouvelable, de l’énergie solaire et des systèmes PV linéaires.- Dans le deuxième chapitre, nous développons un outil de modélisation qui doit être à la fois précis, fiable, robuste et qui peut s’adapter à chacun des besoins en simulation de la thèse. Dans ce chapitre, nous présentons les modèles Matlab/Simulink détaillés de tous les composants principaux d’un système PV typique.- Dans le troisième chapitre, nous constituons d’abord, à partir des modèles détaillés des composants développés dans le chapitre précédent, un modèle complet d’un système PV. Après avoir vérifié la fiabilité de ce modèle, nous l’utilisons pour modéliser différentes architectures électriques d’une grande centrale PV linéaire afin d’estimer les performances relatives de chacune d’elles, d’étudier les exigences ou limites techniques et de déterminer des architectures innovantes et plus performantes pour ce nouveau type de système PV.- Dans le quatrième chapitre, nous concevons un outil d’optimisation efficace afin de traiter des problèmes d’optimisation technico-économique des grands systèmes PV linéaires, car les aspects financiers sont toujours prépondérants dans la conception d’une centrale et de ses composants.- Au cinquième chapitre, nous exploitons les contributions avantageuses que peuvent apporter les systèmes PV linéaires de forte puissance occupant un territoire sur une longueur notable vis-à-vis des services pour le réseau électrique. Six différents services auxiliaires seront abordés : le réglage de fréquence, le réglage de tension, l’amélioration de la stabilité du réseau, la capacité de support en cas de court-circuit, la gestion de congestion et la compensation des pertes de transport d’électricité.- Enfin, la thèse se termine par une conclusion sur les points innovants et les avantages que les centrales PV linéaires offrent pour répondre à de réels besoins et procurer des bénéfices, choses que les architectures classiques ne peuvent pas proposer. Nous faisons aussi un point sur les limites de la politique énergétique et de la technologie actuelle vis-à-vis de ce nouveau type de système PV et ouvrons quelques perspectives qui pourront faire suite à cette recherche In France, the Multiannual Energy Programming project published in early 2019 plans to multiply by 4 or 5 the production capacity of photovoltaic energy in less than 10 years. In this context of strong demand for "clean" energy, an electricity network with a high rate of renewable energy (ENR) (up to 30% in 2030 in France) and the expansion of solar energy, many large photovoltaic (PV) plants of the order of a few hundred MW each have to be installed. However, because of the required surfaces, the development of large-scale ground-mounted solar power plants can lead to conflicts of use with agricultural land and affect biodiversity. The question of the land availability for this use therefore becomes crucial.The objective of this thesis is to present and study a solution that can respond to this problem: take advantage of linear surfaces, extending from hundreds of meters to tens, or even hundreds of kilometers, and only a few meters or few tens of meters large, such as cycle paths, motorway edges, railways, river dikes, etc. to install high-power PV systems. These potential surfaces have the advantages of being very present in Europe and throughout the world, exploitable for PV and inexpensive (because of little value for other uses). The installation of new types of linear PV plants will open up opportunities but on the other hand, they also have challenges to face such as technical problems to identify and study.The work of this thesis will, in particular, consist in defining and optimizing the electrical architecture of these large-scale innovative linear photovoltaic systems, according to criteria related to energy performance, operating reliability and installation, maintenance costs because so-called classical architectures are unsuitable here. This thesis will also aim to identify the services contributed by these plants to the electricity network. It is divided into six chapters:- The first chapter presents the state of the art and the energy context of renewable energy, solar energy and linear PV systems.- In the second chapter, we develop a modeling tool, which must be at the same time precise, reliable, robust and which can be adapted to each of the simulation needs of the thesis. In this chapter, we present detailed Matlab / Simulink models of all major components of a typical PV system.- In the third chapter, we first constitute, from the detailed models of the components developed in the previous chapter, a complete model of a PV system. After verifying the reliability of this model, we use it to model different electrical architectures of a large-scale linear PV plant in order to estimate the relative performance of each of them, study the technical requirements or limits and determine innovative and more efficient architectures for this new type of PV system.- In the fourth chapter, we design an efficient optimization tool in order to deal with technical and economic optimization problems of large-scale linear PV systems, since financial aspects are always preponderant in the design of a plant and its components.- In the fifth chapter, we exploit the advantageous contributions that high power linear PV systems occupying a territory over a significant length can make regarding the services for the electricity network. Six different auxiliary services, or even system services are discussed: frequency adjustment, voltage adjustment, improvement of network stability, support capacity in the event of a short-circuit, congestion management and compensation of electricity transmission losses.- Finally, the thesis ends with a conclusion on the innovative points and the advantages of linear PV plants to offer the possibility of responding to real needs and provide benefits that conventional architectures cannot. We also make a review of the limits of current policy and technology regarding this new PV system type and open some perspectives that may follow this research

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Buzila, Petronela-Valeria. "Gestion énergétique optimale des installations fixes de traction électrique ferroviaire hybrides." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10084/document.

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La croissance du trafic ferroviaire prévue dans les années à venir pousse les acteurs du système d'électrification ferroviaire à chercher des solutions innovantes leur permettant d'assurer la consommation d’énergie qui y est liée. Une des solutions concerne l'intégration de moyens de production décentralisés et des systèmes de stockage d'énergie dans les installations fixes de traction électrique (IFTE). Dans cette évolution, la thèse vise à contribuer à la conception d'un outil de dimensionnement et de gestion énergétique intelligente des IFTE hybrides (IFTEH). La première partie décrit une méthodologie de conception technico-économique d’IFTEH. A partir d'une architecture générique d'IFTEH, une démarche d'optimisation sur cycle des variables dimensionnelles, mais également des variables de commandes du système de pilotage est proposée. La modélisation en flux d'énergie de l'IFTEH permet ensuite d’appliquer la méthodologie d’optimisation sur un cas d’étude et de comparer plusieurs scénarios d’optimisation. Après le dimensionnement de l'IFTEH, une méthodologie de gestion énergétique est développée afin de répondre aux objectifs énergétiques, économiques et environnementales, à différents horizons temporels de supervision d'IFTEH. Plusieurs scénarios de gestion sont évalués en simulation à travers des indicateurs de performance représentatifs des gains du système. Une étude d’optimisation des paramètres de supervision apporte des réponses concernant l’influence du dimensionnement du système sur la gestion énergétique. Enfin, la robustesse de la supervision énergétique d’IFTEH est analysée lors de la validation expérimentale à l’échelle de puissance du laboratoire In railway traffic increasing and electricity market liberalization context, railway actors are determined to consider innovative solutions to handle the increasing energy demand for electrical traction. One of the solution concerns the integration of decentralized production and energy storage systems in the railway power substations (RPS). The present research work aims to contribute to the design of a sizing and intelligent energy management tool for the hybrid RPS (HRPS). In the first part of the dissertation, a methodology for the techno-economical design of the HRPS is described. From a HRPS generic architecture, an optimization approach is proposed by considering cycles of dimensional and system control variables. Furthermore, an energy flow model permits to apply the optimization methodology on a study case and to compare different optimization scenarios in order to analyze the sizing and optimal planning of electrical sources and loads for a typical day. After sizing the HRPS, an energy management methodology is developed in order to achieve energy, economic and environmental objectives at different time levels of HRPS supervision. Several energy management scenarios are evaluated in simulation through adapted system gain indicators. An optimization study of the supervision parameters provides additional answers concerning the influence of the system design on its management strategy. Eventually, the HRPS energy management robustness is analyzed during an experimental setup phase at laboratory power scale

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Ali, Zazou Abdelkrim. "Conception d'un outil d'optimisation dynamique du schéma d'exploitation du réseau de distribution d'électricité de SRD." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0010.

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Abstract:

Le réseau de distribution électrique français, construit dans une optique de desserte d'électricité depuis les centrales de production en amont, vers les consommateurs en aval, est aujourd'hui le lieu de transits d'énergie multi-sens et dont la charge instantanée dépend à la fois des consommations et des productions locales. Il faut donc moderniser les modèles d'exploitation des réseaux actuellement utilisés.C'est dans ce contexte que le gestionnaire du réseau de distribution de la Vienne SRD, et les différentes équipes du laboratoire LIAS, ont cherché à mettre en place un outil d'optimisation des schémas d'exploitation des réseaux de distribution d'électricité de la VIENNE.Dans cette thèse, le trnvt1il s'est porté principalement sur la modélisation du problème et non sur les méthodes de résolution. En effet, le contexte industriel du développement de l'outil d'optimisation du réseau a permis de se rapprocher au mieux de la réalité des informations disponibles concernant le réseau électrique. Et il est apparu plus pertinent d'utiliser des méthodes de résolution exactes tout en recherchant à simplifier le modèle complexe de représentation du réseau électrique. Ainsi,un modèle simple d'optimisation basé sur le problème de Bot à coût minimum a été mis en place et une étude comparative a été réalisée avec les modèles complexes présents dans la littérature.Ce premier modèle a été reformulé et rendu convexe et quadratique, et permet ainsi d'obtenir des performances supérieures en terme de temps de résolution à solution égale. Le problème d'optimisation simplifié a aussi été élaboré pour permettre de prendre en compte un horizon de temps dans l'optimisation du réseau électrique', afin de prendre en compte des profils de consommation et de production au cours du temps. En effet, ceci permet ainsi de prendre en compte des variations liées au comportement des consommateurs et des producteurs reliés au réseau.Et pour finir. ces modèles d'optimisation ayant pour objectif d'être inséré dans un outil d'aide à la décision pour une utilisation dans un contexte industriel. différentes contraintes liées à l'exploitation des réseaux électriques ont été insérées au modèle.Différents cas d'études issus de la littérature sont présentés pour valider la pertinence du modèle au regard des méthodes existantes. Nous avons pu expérimenter en simulation notre optimisation de réseau sur données de réseaux réels, ce qui a démontré l'applicabilité de la démarche à des problèmes de tailles importantes correspondant à la réalité du réseau électrique de SRD The French electrical distribution network was originally built to bring electricity from very large producers to consumers, but it has now become a place of multi-directional energy flows that rely on local production and consumption. Because of this new situation, the way of operating electrical networks needs to be renewed. In light of this, the local Distribution System Operator (SRO) of the French department Vienne and the different teams of the LIAS laboratory have worked together on the development of a distribution network configuration optimization tool. In this thesis the majority of the work was focused on the modeling part of the problem rather than on the development of new optimization methods. The industrial root of this project gave the opportunity to be very close to the reality of the available network data. Based on those observations,it was more consistent to use exact and precise optimization methods to solved simplified versions of the complex electrical network models.Thus a simple optimization model based on the minimum cost flow problem was developed, and a comparative study between the developed model and state of the art more complex one was led. This simple model was reformulated to become convex and quadratic and to reach better resolution time performances with the same solutions. This optimization problem was developed to take into account a time horizon factor into the optimization of the operation planning of the distribution network. The time horizon factor aim to represent the production and consumption variation over a selected period. Finally. because this model has to be integrated into a decision making helping tool that will be used by the DSO SRD several operational constraints were added into the optimization model. Several state of the art case studies arc presented to validate the model accuracy regarding existing methods. Simulation experiments were done on real networks data to show the applicability of the proposed optimization model over large scale case studies which correspond to the DSO SRO reality

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Ouaddi, Hamid. "Contribution à la modélisation HF du comportement électromagnétique de l’infrastructure d’alimentation ferroviaire." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10189/document.

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Abstract:

L’infrastructure d’alimentation ferroviaire, qui comprend principalement la sous-station d’alimentation ferroviaire, la caténaire et les rails, permet l’acheminement de l’énergie nécessaire au fonctionnement du matériel roulant, mais les signaux d’amplitudes élevées qu'elle véhicule peuvent engendrer des champs électromagnétiques non négligeables sur une large bande fréquentielle. Il est donc essentiel de déterminer les contraintes électromagnétiques auxquelles seront soumis les équipements électroniques et de télécommunication à bord et à proximité du matériel roulant. La thèse propose un modèle du comportement électromagnétique de l’infrastructure d’alimentation sur une large bande de fréquences et dont les paramètres sont déterminés à partir de données accessibles, par exemple, la mesure d’impédances aux bornes de la sous station. Après une description des sous-stations, qui se composent principalement de transformateurs et de convertisseurs statiques, un modèle HF du transformateur est proposé en considérant les effets magnétiques et les capacités parasites. Ce modèle a été appliqué à un premier banc d’essai représentatif d’une sous-station d’alimentation en tension continue qui comprend un transformateur, un redresseur et une résistance. Ensuite l'étude du comportement fréquentiel du courant lorsque les effets de propagation sont introduits dans le modèle a été réalisée puis appliquée au banc de laboratoire modifié en conséquence. Pour terminer, une méthode de simulation d’une infrastructure d’alimentation, basées sur des données issues de mesures de courant effectuées directement aux bornes d'une sous-station réelle puis appliquées un modèle de ligne est détaillée During the last three decades, electronic devices have conquered the railway domain. The railway power infrastructure, which is constituted by a power supply substation, a catenary and the rails, allows providing the required current for the rolling stock. The supply current generates significant electromagnetic fields in a wide frequency band. In addition, the new generation of rolling stock is equipped with safety communication systems. In order to work properly and reliably, the on-board and close electronic systems must be fairly immune to the effect of the electromagnetic interference. Thereby, it’s essential to determine the electromagnetic constraints which these electronic systems are confronted. The aim of this work is to develop an electromagnetic model the railway power infrastructure over a wide frequency band. After a description of the power substation which contains mainly of transformers and converters, a high frequency model of power transformer is proposed by considering the magnetic effects and parasitic capacitances. This model was applied to study an electromagnetic behaviour a bench test that represents a classic DC power substation which includes a transformer, a rectifier and a load resistance. Then, a bench test that contains a transformer, a transmission line and a load allows us to study the frequency behaviour of the line current. Finally, a simulation of a railway infrastructure based on using measurements done directly to the terminals of a substation is detailed

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Bagre, Ahmed Ousmane. "Optimisation du couplage de centrales photovoltaïques aux réseaux publics instables : application au réseau national du Burkina Faso." Thesis, Le Havre, 2014. http://www.theses.fr/2014LEHA0017/document.

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Abstract:

Les travaux effectués dans cette thèse portent sur les problématiques de couplage de centrales photovoltaïques sur les réseaux de distribution haute tension africains. Ces réseaux sont pour la plupart caractérisés par leur instabilité, leur faible maillage et leur faible puissance installée. Une première partie traite des caractéristiques des centrales photovoltaïques connectées au réseau Haute Tension et leurs interactions avec ce dernier. Une deuxième partie de la thèse est consacrée à la modélisation des systèmes électriques (réseaux électriques, systèmes photovoltaïques etc.). Une approche de modélisation du générateur photovoltaïque pour des centrales de grande puissance a été proposée. Un cluster PV de 500 kWc a été proposé et simulé et ses performances évaluées. Les dispositifs de commande utilisés dans le cluster proposé prennent en compte les contraintes techniques nécessaires au transfert optimal de puissance et de la qualité de la tension entre le générateur PV et le réseau électrique. En application, une centrale PV de 20 MWc a été modélisée et simulée. L’impact de sa connexion sur le réseau national du Burkina a été évalué sur le plan de la stabilité en tension tant en fonctionnement normal qu’en situation de dysfonctionnement. L’approche de la stratégie de raccordement des centrales PV et l’impact de la modularité de ces dernières ont été aussi analysés The research work performed in this thesis focuses on the problems of coupling photovoltaic power plants to the African high-voltage distribution environments. African power systems are mostly characterized by a high degree of instability, low meshed and low power installed networks. The first part of this work deals with photovoltaic power plants connected to the high-voltage grid, its general behaviors and its interactions with the grid. The second part is devoted to the modeling of electrical power systems included photovoltaic systems. A modeling approach of a photovoltaic generator for large power plant was proposed. A photovoltaic cluster of 500 kWp system is proposed and simulated, and its performance evaluated. The design of the control systems used in the proposed cluster has taken into account the technical requirements needed for optimal power transfer and good quality of the voltage at the point of common coupling. Furthermore, a 20 MWp power plant connected to the national grid of Burkina Faso has been modeled and simulated, and their interactions have been evaluated in terms of voltage steady-state stability both in normal operation and in the dysfunction state. The approach to the strategy in terms of connecting PV power plants, and the impact of using modular photovoltaic power plants has also been analyzed

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Rahmouni, Mohamed Khaled. "Définition d’un flot de conception basé sur la simulation conjointe du matériel et du logiciel pour des systèmes destinés à la protection des réseaux électriques." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0105.

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Abstract:

Les méthodes de conception et de validation des parties matérielles/logicielles classiquement utilisées chez Schneider Electric ne permettent plus de maitriser complètement la complexité des architectures modernes. Ce travail vise à optimiser le flot de conception des équipements de protection en exploitant des approches basées sur la simulation conjointe du matériel et du logiciel embarqué. Il s’agit d’étendre l’utilisation des techniques de simulation SystemC largement utilisées dans le domaine des systèmes sur puce (SoC) à l’industrie des équipements de protection et plus largement à celle des systèmes sur cartes. En plus du transfert technologique des approches simulation SystemC ainsi que du prototypage virtuel pour résoudre des problématiques d’exploration d’architectures relais, ce travail suggère l’utilisation des prototypes virtuels à des fins qualité en automatisant les tests de validation produit The methods classically used at Schneider to design and validate the hardware/software relay parts can no longer fully master the complexity of modern architectures. This work aims to optimize the design flow of the relay using system simulation approaches. It is expanding the use of SystemC hardware/software simulation techniques widely used in the Systems on Chip (SoC) domain to the protection relays industry and, more generally, to the systems on board. In addition to the technological transfer for the SystemC simulation approaches and virtual prototyping for solving architecture exploration problems, this work suggests the use of virtual prototypes for ensuring quality specifications by means of automatizing the device testing phase. Furthermore, it has been possible to characterize the execution of real-time software on SystemC timed TLM platforms

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Abdeljalil, Lamya. "MODÉLISATION DYNAMIQUE ET COMMANDE DES ALTERNATEURS COUPLÉS DANS UN RÉSEAU ÉLECTRIQUE EMBARQUÉ." Phd thesis, Université de Nantes, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00579612.

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Ces travaux concernent la modélisation dynamique et la commande des alternateurs couplés dans les réseaux électriques embarqués. Ces réseaux de puissance finie sont des systèmes multi-alternateurs multi-charges en forte interaction. Deux approches de modélisation ont été élaborées. La première, en vue de la simulation, consiste à établir une méthodologie de modélisation des systèmes multi-alternateurs multi-charges. Le système est subdivisé en deux sous systèmes découplés, l'un de nature électrique et l'autre de nature mécanique. L'établissement du modèle d'état électrique global repose d'une part sur l'écriture des constituants du réseau dans un même référentiel, et d'autre part sur l'application des lois reliant les circuits électriques. Afin d'optimiser le temps de calcul, les règles d'établissement du modèle global sont enrichies et une méthode d'inversion de la matrice inductance est proposée. La deuxième, en vue de la commande, explore et compare deux modèles, l'un de type comportemental et l'autre basé sur la théorie des perturbations singulières. Les régulateurs synthétisés ont été comparés sur un simulateur élémentaire. Une ébauche sur l'apport des régulateurs à paramètres variables a été présentée. Deux bancs d'essais ont été réalisés. Le premier est de type logiciel. Il reproduit le comportement temporel du réseau à topologie variable pour divers régimes, ainsi que des phénomènes comme le couplage, le découplage et la désynchronisation. Il permet aussi de tester les algorithmes de commande et les régulateurs : tension, répartition de puissance..... Le deuxième de type expérimental, valide les approches de modélisation, de simulation et de commande proposées.

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Drouineau, Mathilde. "Modélisation prospective et analyse spatio-temporelle : intégration de la dynamique du réseau électrique." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00731894.

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Abstract:

La fiabilité de fourniture est une caractéristique essentielle des systèmes électriques : elle évalue leur capacité à se prémunir d'incidents d'exploitation et repose sur leurs réserves dynamiques, caractérisées par le plan de tension et la fréquence et dont les temps caractéristiques varient entre quelques millisecondes et quelques heures. Or, les exercices de prospective long terme, s'intéressant à l'évolution des systèmes énergétiques sur plusieurs décennies, ne permettent pas d'apprécier cette fiabilité de fourniture et les systèmes électriques proposés sur l'horizon prospectif peuvent alors de ne plus la garantir. Ceci d'autant plus que l'intégration massive d'énergies renouvelables pourrait se faire au détriment de la fiabilité, du fait de la complexité induite par la gestion de l'intermittence. L'enjeu de notre étude est de rendre compatible l'évaluation de la fiabilité avec la dynamique temporelle associée aux exercices prospectifs de long terme. Nous proposons une représentation agrégée des systèmes électriques élaborée à travers une description thermodynamique de l'électromagnétisme. Cette approche nous permet d'établir deux indicateurs de fiabilité relatifs aux réserves dynamiques du système électrique et donc de quantifier de façon originale le niveau de fiabilité d'un système électrique en fonction du mix de production qui lui est associé. L'intérêt des indicateurs est démontré pour l'île de La Réunion où l'étude de la fiabilité du système électrique est réalisée sur les résultats issus de l'exercice de prospective long terme avec le modèle TIMES. Ce cas d'étude illustre particulièrement bien notre problématique puisque les acteurs publics de l'île se sont fixé pour objectif un mix de la production d'électricité en 2030 issu de 100% d'énergies renouvelables. L'analyse de ce scénario, et de quelques variantes, montre que les niveaux des réserves dynamiques diminuent avec l'intégration massive d'énergies renouvelables et qu'ils sont particulièrement préoccupants pendant la journée, lorsque la production intermittente est importante. On illustre ainsi comment, grâce à la mise en œuvre de nos indicateurs, il est désormais possible de discuter les conditions dans lesquelles la fiabilité continuerait à être assurée et à quel niveau, ce qui permet d'arbitrer entre l'ambition de décarbonation du mix électrique et la qualité de fourniture attendue.

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Drouineau, Mathilde. "Modélisation prospective et analyse spatio-temporelle : intégration de la dynamique du réseau électrique." Phd thesis, Paris, ENMP, 2011. http://www.theses.fr/2001ENMP0104.

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Abstract:

La fiabilité de fourniture est une caractéristique essentielle des systèmes électriques : elle évalue leur capacité à se prémunir d'incidents d'exploitation et repose sur leurs réserves dynamiques, caractérisées par le plan de tension et la fréquence et dont les temps caractéristiques varient entre quelques millisecondes et quelques heures. Or, les exercices de prospective long terme, s'intéressant à l'évolution des systèmes énergétiques sur plusieurs décennies, ne permettent pas d'apprécier cette fiabilité de fourniture et les systèmes électriques proposés sur l'horizon prospectif peuvent alors de ne plus la garantir. Ceci d'autant plus que l'intégration massive d'énergies renouvelables pourrait se faire au détriment de la fiabilité, du fait de la complexité induite par la gestion de l'intermittence. L'enjeu de notre étude est de rendre compatible l'évaluation de la fiabilité avec la dynamique temporelle associée aux exercices prospectifs de long terme. Nous proposons une représentation agrégée des systèmes électriques élaborée à travers une description thermodynamique de l'électromagnétisme. Cette approche nous permet d'établir deux indicateurs de fiabilité relatifs aux réserves dynamiques du système électrique et donc de quantifier de façon originale le niveau de fiabilité d'un système électrique en fonction du mix de production qui lui est associé. L'intérêt des indicateurs est démontré pour l'île de La Réunion où l'étude de la fiabilité du système électrique est réalisée sur les résultats issus de l'exercice de prospective long terme avec le modèle TIMES. Ce cas d'étude illustre particulièrement bien notre problématique puisque les acteurs publics de l'île se sont fixé pour objectif un mix de la production d'électricité en 2030 issu de 100% d'énergies renouvelables. L'analyse de ce scénario, et de quelques variantes, montre que les niveaux des réserves dynamiques diminuent avec l'intégration massive d'énergies renouvelables et qu'ils sont particulièrement préoccupants pendant la journée, lorsque la production intermittente est importante. On illustre ainsi comment, grâce à la mise en œuvre de nos indicateurs, il est désormais possible de discuter les conditions dans lesquelles la fiabilité continuerait à être assurée et à quel niveau, ce qui permet d'arbitrer entre l'ambition de décarbonation du mix électrique et la qualité de fourniture attendue A reliable power supply is crucial for operating power systems. Defined as the ability of power systems to lock back into a steady-state condition after sudden disturbance (e. G. Load or production fluctuations), reliability is usually ensured through appropriate management of voltage and frequency and involves events whose time scales range from a few milliseconds to a few hours. However, energy planning models, which focus on power systems' long-term development (typically several decades), largely ignore reliability requirements and may consequently provide unrealistic options in this area. Yet this aspect is of tremendous importance, especially when high shares of renewable energy sources, and in particular intermittent energy sources, are expected in electricity production and may threaten supply reliability. To overcome this drawback, we propose assessing the reliability of supply when evaluating power systems' long-term development. We achieve a global description of power systems relying on variational principles deduced from thermodynamics. The approach provides two reliability indicators related to the dynamic properties of the whole system, namely the magnetic and kinetic reserves available in the system, thus quantifying in an original way the reliability of power supply for a given production mix. The relevance of the indicators is demonstrated through a prospective analysis of Reunion Island, which is targeting an electricity production mix with 100% renewable energy sources by 2030. We use a TIMES model to provide the electricity sector's responses to this scenario and to different assumptions. Results show that the levels of magnetic and kinetic reserves decrease with the integration of renewable energy sources, and that the levels of the reserves are critically low during the day, when intermittent energy sources can represent up to two thirds of the electricity production. This work thereby illustrates how we can use the two indicators to debate the most appropriate conditions for ensuring the reliability of supply, and makes it possible to choose between the targets of decarbonizing the electricity mix and maintaining an expected level of reliability

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Von, Niederhäusern Léonard. "Conception et tarification de nouveaux services en énergie dans un environnement compétitif." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2019. http://www.theses.fr/2019ECLI0004.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de développer et étudier des modèles mathématiques d’échanges économiques, basés sur la flexibilité de la demande, entre fournisseurs et consommateurs d’électricité. D’une part, des fournisseurs d’électricité offrent des prix dépendant de l’heure de consommation. D’autre part, des consommateurs adaptent leur usage, minimisant leur facture et le désagrément lié aux changements de consommation induits. La structure de ces problèmes correspond à des problèmes d’optimisation bi-niveau. Trois types de modèles sont étudiés. Tout d’abord, l’interaction entre un fournisseur et un opérateur de smart grid est modélisée par un problème à un seul meneur et un seul suiveur. Pour cette première approche, le niveau de détails du suiveur est particulièrement élevé, et inclut notamment une gestion stochastique de la production distribuée. La meilleure réponse d’un fournisseur dans un modèle à plusieurs meneurs et plusieurs suiveurs fait l’objet de la seconde partie de la thèse. Celle-ci intègre aussi la possibilité d’avoir des agrégateurs comme suiveurs. Deux nouvelles méthodes de résolution reposant sur la sélection d’équilibres de Nash entre suiveurs sont proposées. Enfin, dans une troisième et dernière partie, on se focalise sur la recherche d’équilibres non coopératifs pour ce modèle à plusieurs meneurs et plusieurs suiveurs.Tous les problèmes abordés dans cette thèse le sont non seulement d’un point de vue théorique, mais également d’un point de vue numérique The objective of this thesis is to develop and study mathematical models of economical exchanges between energy suppliers and consumers, using demand-side management. On one hand, the suppliers offer time-of-use electricity prices. On the other hand, energy consumers decide on their energy demand schedule, minimizing their electricity bill and the inconvenience due to schedule changes. This problem structure gives rise to bilevel optimization problems.Three kinds of models are studied. First, single-leader single-follower problems modeling the interaction between an energy supplier and a smart grid operator. In this first approach, the level of details is very high on the follower’s side, and notably includes a stochastic treatment of distributed generation. Second, a multi-leader multi-follower problem is studied from the point of view of the best response of one of the suppliers. Aggregators are included in the lower level. Two new resolution methods based on a selection of Nash equilibriums at the lower level are proposed. In the third and final part, the focus is on the evaluation of noncooperative equilibriums for this multi-leader multi-follower problem.All the problems have been studied both from a theoretical and numerical point of view

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Godard, Hadrien. "Résolution exacte du problème de l'optimisation des flux de puissance." Electronic Thesis or Diss., Paris, CNAM, 2019. http://www.theses.fr/2019CNAM1258.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet la résolution exacte d’un problème d’optimisation des flux de puissance (OPF) dans un réseau électrique. Dans l’OPF, on doit planifier la production et la répartition des flux de puissances électriques permettant de couvrir, à un coût minimal, la consommation en différents points du réseau. Trois variantes du problème de l’OPF sont étudiées dans ce manuscrit. Nous nous concentrerons principalement sur la résolution exacte des deux problèmes (OPF − L) et (OPF − Q), puis nous montrerons comment notre approche peut naturellement s’´étendre à la troisième variante (OPF − UC). Cette thèse propose de résoudre ces derniers à l’aide d’une méthode de reformulation que l’on appelle RC-OPF. La contribution principale de cette thèse réside dans l’étude, le développement et l’utilisation de notre méthode de résolution exacte RC-OPF sur les trois variantes d’OPF. RC-OPF utilise également des techniques de contractions de bornes, et nous montrons comment ces techniques classiques peuvent être renforcées en utilisant des résultats issus de notre reformulation optimale Alternative Current Optimal Power Flow (ACOPF) is naturally formulated as a non-convex problem. In that context, solving (ACOPF) to global optimality remains a challenge when classic convex relaxations are not exact. We use semidefinite programming to build a quadratic convex relaxation of (ACOPF). We show that this quadratic convex relaxation has the same optimal value as the classical semidefinite relaxation of (ACOPF) which is known to be tight. In that context, we build a spatial branch-and-bound algorithm to solve (ACOPF) to global optimality that is based on a quadratic convex programming bound

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Bouaouiche, Toufik. "Commande à structure variable et étude de l'intégration d'éolienne à base de machine asynchrone à double alimentation sur le réseau électrique." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2041.

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Abstract:

Cette thèse traite de la commande et de la minimisation des effets des perturbations électriques sur un système éolien à base de machine asynchrone à double alimentation (MADA). Après un bref historique sur l’évolution de l’énergie éolienne, un état de l’art des ensembles convertisseurs-machines utilisés est dressé. Pour la partie mécanique de la turbine, une hélice à angle de calage variable est utilisée pour maximiser la puissance extraite. Dans un deuxième temps, la modélisation et le contrôle de la MADA sont détaillés. La procédure de synchronisation au réseau est discutée. Ensuite, une commande vectorielle permettant un contrôle indépendant des puissances active et réactive statoriques avec une recherche du point de fonctionnement à puissance maximale (MPPT) est mise en œuvre. Les différentes lois de commande élaborées en synthétisant des régulateurs linéaires de type PI ou non linéaires par mode de glissement sont testées et comparées. La dernière partie est consacrée à l’étude de l’intégration de l’éolienne sur le réseau. Une attention particulière est portée sur la maîtrise des interactions stator/réseau en minimisant les effets des perturbations électriques telles que court circuit, déséquilibre tension ou courants harmoniques sur les performances de la génératrice. De nouvelles stratégies de contrôle permettant, par action mécanique sur la turbine ou électrique sur les convertisseurs rotoriques, de compenser efficacement ces différentes perturbations, d’améliorer la qualité de l’énergie fournie et de participer potentiellement aux services systèmes sont étudiées This thesis deals with a 7. 5 kW variable wind speed turbine with doubly-fed induction generator (DFIG). The goal is to design a robust control for the DFIG and minimise the impact of grid faults, unbalanced voltages or current harmonics on the performances of the system. After a brief historic of the evolution of wind turbines, the state of the art of used generators and their associated power electronics is presented. For mechanical part, a variable blade pitch wind turbine is used for maximal power extraction. The second part depicts the model of variable speed constant frequency DFIG using back-to-back PWM voltage source converters and the corresponding control schemes. The feasibility and advantages of soft synchronizing DFIG to the grid using stator voltage control method is discussed. The rotor side converter is used to control the wind turbine output power in order to follow a predefined power-speed tracking characteristics (MPPT) and the voltage (or reactive power) at the grid terminals. Both linear or non-linear control structures based respectively on PI regulator or variable structure control (sliding mode) are developed and compared. Some experimental results are shown to validate simulation study. The last part of this work is devoted to the integration of the wind turbine based on DFIG to the distribution network. In particular the behavior of the system under unbalanced power transmission grids, current harmonics or short circuit faults conditions is studied. A new active control strategy based on sliding mode regulators is developed to compensate electrical perturbations, improve power quality and assure the possibility of stabilizing and continuous mode function

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Aourir, Mazian Jamila. "Modeling and control of an urban wind turbine intended to be integrated into an electrical microgrid." Electronic Thesis or Diss., Compiègne, 2022. http://www.theses.fr/2022COMP2669.

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Abstract:

La forte consommation mondiale d'énergies fossiles accélère leur épuisement et menace l'équilibre environnemental de la Terre. Pour cela, de nouvelles catégories d'énergies basées sur des sources renouvelables sont développées pour construire un nouveau mix énergétique diversifié et décarboné. Afin de permettre une pénétration massive de ces sources d'énergie renouvelables (SER) dans le réseau public, l'utilisation de nouvelles structures de système électrique semble être une solution prometteuse, compte tenu de plusieurs aspects tels que les coûts, la sécurité d'approvisionnement, et la facilité de mise en œuvre. Ainsi, des micro-réseaux constitués de sources d'énergie décentralisées et de systèmes de stockage d'énergie ont été développés pour remplacer ou compléter le réseau centralisé principal. Ils peuvent assurer certaines fonctions de support, c'est-à-dire l'amélioration de la stabilité du réseau, le fonctionnement au démarrage à vide, le remplacement des générateurs diesel, etc. De plus, les consommateurs deviennent des producteurs et peuvent injecter une partie de leur surplus d'énergie dans le réseau public. En milieu urbain, le système solaire photovoltaïque (PV) a fait l'objet d'études approfondies depuis des décennies et est largement utilisé grâce à ses nombreux avantages tels qu'un faible impact environnemental, une intégration facile dans les bâtiments, une réduction des pertes pendant le transport, etc. Récemment, les éoliennes de faible puissance sont également de plus en plus utilisées, comme source complémentaire pour les systèmes PV, en particulier pour les applications dans les zones urbaines où la vitesse du vent est de quelques mètres par seconde. Cependant, l'utilisation de l'énergie éolienne constitue aujourd'hui un défi pour le micro-réseau urbain. Dans cette thèse, deux types d'études sont menés pour une éolienne urbaine de faible puissance. i) la première concerne de nouvelles stratégies de contrôle de puissance pour cette catégorie d’éolienne. Elle traite le suivi du point de puissance limité (LPPT) en tant que nouvelle technologie émergente des contrôleurs pour la gestion d’énergie. Le LPPT fonctionne de manière à ce que la puissance demandée par l'utilisateur puisse être extraite de l'éolienne tout en en respectant les contraintes et les limites. Cependant, le fonctionnement en mode LPPT nécessite toujours une compréhension approfondie pour obtenir un compromis entre la minimisation des oscillations de puissance et la réponse transitoire. Pour cela, trois stratégies de contrôle de puissance LPPT, pour une éolienne de faible puissance, basées sur le principe de perturbation et d'observation (P&O) sont étudiées. Les algorithmes proposés sont P&O à pas fixe, P&O à pas variable basé sur la méthode de Newton Raphson et P&O à pas variable basés sur la technique de la logique floue (FL). Les résultats expérimentaux montrent que toutes les méthodes fonctionnent correctement et atteignent le point de puissance limitée (LPP). La méthode FL montre de bonnes performances dynamiques avec des oscillations plus stables autour de LPP par rapport aux autres méthodes. ii) la deuxième étude consiste à l'intégration de cette éolienne dans un micro-réseau à courant continu. Les SER (sources PV et l’éolienne), le stockage et le réseau public constitue le micro-réseau étudié et un système de supervision est suggéré pour la gestion d’énergie. L'équilibre de puissance est assuré grâce à la gestion de puissance en temps réel dans la couche opérationnelle du système de supervision. La puissance est gérée sur la base de règles établies selon plusieurs aspects, tels que le coût ou le tarif énergétique de chaque composant et ses limitations physiques. L'excès de puissance produite par les sources renouvelables est l'un des problèmes auxquels est confrontée la fiabilité du micro-réseau et doit être résolu The high global consumption of fossil energy fuels is accelerating their depletion and threatening the Earth's environmental balance. For that, new categories of energy based on renewable sources are developed to build a new diversified and decarbonized energy mix. In order to allow a massive penetration of these renewable energy sources (RESs) into the conventional grid, the use of new electrical system structures seems to be a promising solution, taking into account several aspects such as the costs, the security of supply, and the ease of implementation. Thus, microgrids (MGs) constituted by decentralized energy sources and energy storage systems have been developed to replace or complement the main centralized grid. They can ensure some support functions, i.e., enhancement of the grid stability, black-start operation, replacement of diesel generators, etc. In addition, the consumers become producers and are able to inject a part of their surplus of energy into the public grid. In urban areas, the solar photovoltaic (PV) system has been extensively examined for decades and is widely used thanks to its many advantages such as low environmental impact, easy integration in buildings, reduction of transportation losses, etc. Recently, small-scale wind turbines (SSWTs) are also becoming more and more used, as a complementary source for PV systems, especially for applications near ground level and in urban areas where wind speed is a few meters per second. However, the use of wind power is still nowadays a challenge for the urban MG. In this present thesis, two different types of studies are conducted for a SSWT. i) the first one concerns new power control strategies for a SSWT. It deals with limited power point tracking (LPPT) as an emerging new technology for power management controllers for SSWTs. The LPPT operates in such a way that power requested by the user can be extracted from the wind turbine (WT) while respecting constraints and limitations. However, operating in LPPT mode still requires a deep understanding to obtain a compromise between minimizing power oscillations and transient response. For that, three LPPT power control strategies for a SSWT based on the perturb and observe (P&O) principle are investigated. The proposed algorithms are P&O with fixed step size, P&O based on Newton’s method, and P&O based on the fuzzy logic (FL) technique. The experimental results highlight that all methods function correctly and reach the limited power point (LPP). The FL method shows good dynamic performances with more steady oscillations around LPP compared to other methods. ii) in the second study in this thesis, the integration of a SSWT into a direct current (DC) MG was investigated. The RESs (PV sources and WT), storage, and public grid are included and a supervisory system is suggested to manage the power. The power balance is ensured thanks to the real-time power management in the operational layer of the supervisory system. The power is managed based on the rules made according to several aspects, such as every component's energy cost or tariff and its physical limitations. Excess of power produced by PV sources and WT is one of the problems that face the reliability of the MG and should be resolved. Thus, a strategy to limit power from each source is suggested. It is based on two coefficients called “shedding coefficients” that have the role of calculating the quantity of power that should be limited from each source. Simulation tests are carried out using two power management strategies: optimization and without optimization (storage priority). The results reveal that the coefficient reduces the overall cost and whatever the coefficient that is applied, optimization still provides good performances and significantly reduces the global cost

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Shinoda, Kosei. "Contrôle et opération des réseaux HVDC multi-terminaux à base de convertisseurs MMC." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0017.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la commande de réseaux multi-terminaux à courant continu (MTDC) basés sur des convertisseurs multiniveaux modulaires (MMCs).Tout d’abord, notre attention se focalise sur l'énergie stockée en interne dans le MMC qui constitue un degré de liberté additionnel apporté par sa topologie complexe. Afin d’en tirer le meilleur parti, les limites de l’énergie interne sont formulées mathématiquement.Afin de maîtriser la dynamique de la tension DC, l’utilisation de ce nouveau degré de liberté s’avère d’une grande importance. Par conséquent, une nouvelle de stratégie de commande, nommée «Virtual Capacitor Control», est proposée. Cette nouvelle méthode de contrôle permet au MMC de se comporter comme s’il possédait un condensateur de taille réglable aux bornes, contribuant ainsi à l’atténuation des fluctuations de la tension DC.Enfin, la portée de l’étude est étendue au réseau MTDC. L'un des défis majeurs pour un tel système est de faire face à une perte soudaine d'une station de convertisseur qui peut entraîner une grande variation de la tension du système. A cet effet, la méthode de statisme de tension est la plus couramment utilisée. Cependant, l'analyse montre que l'action de contrôle souhaitée risque de ne pas être réalisée lorsque la marge disponible de réserve de puissance du convertisseur est insuffisante. Nous proposons donc une nouvelle structure de contrôle de la tension qui permet de fournir différentes actions en fonction du signe de l'écart de la tension suite à une perturbation, associée à un algorithme qui détermine les paramètres de statisme en tenant compte du point de fonctionnement et de la réserve disponible à chaque station The scope of this thesis includes control and management of the Modular Multilevel Converter (MMC)-based Multi-Terminal Direct Current (MTDC).At first, our focus is paid on the internally stored energy, which is the important additional degree of freedom brought by the complex topology of MMC. In order to draw out the utmost of this additional degree of freedom, an in-depth analysis of the limits of this internally stored energy is carried out, and they are mathematically formulated.Then, this degree of freedom of the MMC is used to provide a completely new solution to improve the DC voltage dynamics. A novel control strategy, named Virtual Capacitor Control, is proposed. Under this control, the MMC behaves as if there were a physical capacitor whose size is adjustable. Thus, it is possible to virtually increase the equivalent capacitance of the DC grid to mitigate the DC voltage fluctuations in MTDC systems.Finally, the scope is extended to MMC-based MTDC grid. One of the crucial challenges for such system is to cope with a sudden loss of a converter station which may lead to a great variation of the system voltage. The voltage droop method is commonly used for this purpose. The analysis shows that the desired control action may not be exerted when the available headroom of the converter stations are insufficient. We thus propose a novel voltage droop control structure which permits to provide different actions depending on the sign of DC voltage deviation caused by the disturbance of system voltage as well as an algorithm that determines the droop parameters taking into account the operating point and the available headroom of each station

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Godard, Hadrien. "Résolution exacte du problème de l'optimisation des flux de puissance." Thesis, Paris, CNAM, 2019. http://www.theses.fr/2019CNAM1258/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet la résolution exacte d’un problème d’optimisation des flux de puissance (OPF) dans un réseau électrique. Dans l’OPF, on doit planifier la production et la répartition des flux de puissances électriques permettant de couvrir, à un coût minimal, la consommation en différents points du réseau. Trois variantes du problème de l’OPF sont étudiées dans ce manuscrit. Nous nous concentrerons principalement sur la résolution exacte des deux problèmes (OPF − L) et (OPF − Q), puis nous montrerons comment notre approche peut naturellement s’´étendre à la troisième variante (OPF − UC). Cette thèse propose de résoudre ces derniers à l’aide d’une méthode de reformulation que l’on appelle RC-OPF. La contribution principale de cette thèse réside dans l’étude, le développement et l’utilisation de notre méthode de résolution exacte RC-OPF sur les trois variantes d’OPF. RC-OPF utilise également des techniques de contractions de bornes, et nous montrons comment ces techniques classiques peuvent être renforcées en utilisant des résultats issus de notre reformulation optimale Alternative Current Optimal Power Flow (ACOPF) is naturally formulated as a non-convex problem. In that context, solving (ACOPF) to global optimality remains a challenge when classic convex relaxations are not exact. We use semidefinite programming to build a quadratic convex relaxation of (ACOPF). We show that this quadratic convex relaxation has the same optimal value as the classical semidefinite relaxation of (ACOPF) which is known to be tight. In that context, we build a spatial branch-and-bound algorithm to solve (ACOPF) to global optimality that is based on a quadratic convex programming bound

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Briat, Olivier. "Contribution à la conception et à l'intégration d'un accumulateur cinétique d'énergie dans une plate-forme de test pour véhicules électriques à source hybride." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12577.

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Abstract:

Ces travaux portent sur l'étude et l'intégration d'un ACE dans un banc de test pour VE à source hybride. L'ACE qui fournit/absorbe la puissance crête lors des démarrages/freinages est associé à une batterie qui fournit la puissance moyenne. L'objectif est d'évaluer l'intérêt de cette hybridation pour des VE lourds de collecte. Un simulateur logiciel a été mis en place pour l'analyse des VE. Les modèles ont été validés par des essais sur véhicule. Un banc de test à échelle réduite des puissances a ensuite été réalisé. Sa représentativité a permis dálimenter et de préciser les modèles. Un module ACE allié à une stratégie d'hybridation a été intégré puis associé à un module batterie pour valider la source hybride dans sa globalité. L'exploitation de ces outils a démontré l'efficacité de la limitation de la puissance batterie et l'intérêt d'une récupération systématique de l'énergie de freinage par cette source. Au vu de ces résultats, une augmentation de la charge utile est envisageable.

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Berbiche, Monsef. "Sur la stabilité transitoire des réseaux d'énergie électrique : approche par reconnaissance des formes statistique." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30064.

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Abstract:

Cette these porte sur l'evaluation en ligne de la stabilite transitoire des reseaux d'energie electrique par reconnaissance des formes statistique. Cette approche permet de reduire le temps de calcul en ligne tout en maintenant une precision comparable a celle de l'approche conventionnelle basee sur l'integration numerique. Les principales etapes de la methode sont presentees. Pour representer le comportement des machines pendant le regime transitoire, nous considerons la modelisation basee sur la transformation de park avec les regulations de tension et de vitesse. Deux vecteurs formes deduits d'une analyse du comportement transitoire du systeme sont developpes. La dimension de ces vecteurs est proportionnelle au nombre de machines. Le vecteur forme contient generalement deux types d'information: une information discriminante permettant de differencier un etat sur d'un etat non sur et une information redondante. Afin de diminuer le temps de calcul en ligne, quelques methodes de selection des caracteres discriminants permettant de passer a un vecteur de dimension inferieure sont presentees et comparees. Ces resultats sont appliques a un reseau de huit machines pour des courts-circuits triphases symetriques. Le pouvoir discriminant des deux vecteurs formes est alors evalue a l'aide de la fonction discriminante de bayes et la regle des k voisins les plus proches

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Enacheanu, Octavian. "Modélisation fractale des réseaux électriques." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00366184.

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Abstract:

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.

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Enacheanu, Octavian. "Modélisation fractale des réseaux électriques." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10159.

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Abstract:

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 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

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Monclar, François-Régis. "Résolution coopérative de problèmes : ELICO et son application à la supervision des réseaux électriques." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20036.

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Abstract:

Cette these aborde le theme des systemes cooperatifs, c'est a dire d'applications informatiques permettant une resolution de problemes en cooperation avec un utilisateur humain. Nous tentons dans un premier temps de lever un certain flou regnant sur la notion de cooperation, afin de mettre en evidence les particularites de la cooperation homme-machine. A travers une analyse bibliographique de plusieurs applications reelles, nous presentons differents besoins introduits par les systemes cooperatifs. Nous proposons un cadre conceptuel permettant de specifier la cooperation homme-machine, en modelisant l'activite sous la forme de problemes et sous-problemes. L'originalite du modele que nous introduisons est de prendre en compte, pour la resolution de chaque probleme, non seulement les capacites des agents (le systeme et l'utilisateur) mais egalement leurs roles, c'est a dire les responsabilites qu'ils engagent face au probleme a resoudre. Cette derniere dimension est primordiale en situation de supervision de processus industriel par exemple. Ce modele a ete implemente sous la forme d'un environnement de developpement de systemes cooperatifs appele elico possedant une architecture reflexive de meta-controle. Cette reflexivite offre l'interet de repartir de la meme maniere les activites sur le domaine d'expertise et les activite relatives a la conduite de la resolution. Elico a ete utilise pour le developpement d'une application appelee australi, effectuant de la reprise de service des reseaux de distribution electrique. La reprise de service consiste, lors de la rupture d'alimentation d'une partie du reseau, a construire et appliquer des plans de secours permettant de restaurer les portions encore saines. Dans les cas simples, la reprise peut etre effectuee de maniere relativement automatisee, confiant la plupart des responsabilites au systeme. Toutefois, si la situation est plus complexe que prevue, ou si des evenements inattendus surviennent, l'introduction graduelle de l'utilisateur dans la boucle de decision peut etre necessaire.

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Bergeron, Maxim. "Étude du double pas de calcul pour la simulation numérique des réseaux électriques." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28366/28366.pdf.

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Pollentes, Michel. "Sur l'utilsation de modèles de laboratoire pour l'étude de la tenue au contournement des isolateurs pollués." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30175.

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Abstract:

Ce travail s'insere dans les recherches menees dans notre laboratoire sur la tenue au contournement electrique des systemes d'isolation pollues et concerne la representativite des essais sur echantillons de laboratoire et leur description par des modeles mathematiques. La premiere partie etudie le comportement de plaquettes polluees et soumises a des reprises d'humidite suivant des procedures voisines des tests normalises. La conductivite electrique superficielle moyenne depend fortement de la solution polluante utilisee et des conditions atmospheriques, avec un courant de fuite tres bruyant, susceptible d'augmenter localement le champ electrique. Les tensions de contournement ont ete mesurees sur ces echantillons et comparees d'une part, avec celles trouvees sur un canal rempli d'electrolyte de resistance comparable, d'autre part aux previsions de differents modeles mathematiques. La validite de ce dernier etant tres contestee, compte tenu de la complexite des phenomenes physiques impliques dans ce type de rupture dielectrique, un dispositif experimental a ete realise pour etudier la dynamique de l'extension de la decharge. Il permet de mesurer simultanement sur un seul contournement des parametres electriques et optiques en differents points du parcours de la decharge. Bien que le modele de la couche de pollution solide soit plus representatif du contournement sur un isolateur reel, le canal d'electrolyte permet une meilleure definition des parametres en vue d'identifier les mecanismes elementaires, c'est pourquoi il a ete choisi pour la deuxieme partie du travail. Les premiers resultats obtenus concernent une decharge alimentee en courant continu. L'influence de la polarite de la tension appliquee, de la resistivite et du niveau de la surtension sur le temps de contournement ont montre la necessite de revoir la modelisation, car les modeles existant ne prennent pas en compte le temps et se limitent souvent aux equations decrivant la decharge de type intermediaire entre la luminescence et l'arc

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Wu, Hongwei. "Étude et analyse globale de l’efficacité énergétique d’un micro-réseau urbain à courant continu." Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2386/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d’étudier les pertes dans un micro-réseau urbain à courant continu ayant comme but principal l’amélioration de l’efficacité énergétique. Sachant qu’un tel micro-réseau multi-source consiste en plusieurs sources dont les natures sont très différentes, les convertisseurs statiques sont indispensables mais ils apportent des pertes de puissance. Ces pertes sont très variables en particulier avec les sources renouvelables comme les panneaux photovoltaïques. Dans la littérature le rendement du convertisseur est souvent traité comme une constante, mais des tests expérimentaux sont effectués pour prouver que le rendement est variable. Afin d’étudier les pertes en détail, un état de l’art sur les convertisseurs statiques a été effectué pour estimer les pertes en fonction de divers paramètres et variables. En considérant la précision d’estimation et la vitesse de calcul, un modèle énergétique moyen basé sur la fiche technique des composants utilisés est établi. Des tests expérimentaux sont effectués pour valider ce modèle sur les différents convertisseurs DC/DC et DC/AC utilisés dans le micro-réseau. Grâce à la simplicité de ce modèle, il peut s’insérer dans le système du contrôle en temps réel. Par conséquent, des stratégies de pilotage du micro-réseau sont proposées pour prendre en compte le rendement variable dans le contrôle global et local du micro-réseau. Ces stratégies permettent d’avoir un délestage flexible des puissances dans le micro-réseau et d’accélérer la vitesse de convergence du contrôle, avec la connaissance des pertes de chaque convertisseur à chaque instant. Les résultats montrent que ces stratégies conduisent à la réduction du coût énergétique et améliorent légèrement le rendement global du micro-réseau The object of the thesis is to study the power losses in an urbain DC microgrid in order to improve the energy efficiency. Noted that such a multi-source microgrid consist of several sources whose nature is different one from another, the static power converters are essential but they brings power losses. The power losses are quite variable in particular with the renewable energy source such as the photovoltaic panels. In the litteral works the converter efficiency is often treated as a constant, but experimental tests are carried out to show its variation. For the sake of study the power loss thoroughly, a state of art of the static converter is studied to develop a simple and fast estimation methode of power losses. Aiming at the tradeoff between the estimation accurancy and the calculation time, an averaged energy model is developped on the basis of the component datasheet. The experimental tests are carried out to validate the application of the model on the DC/DC and DC/AC converters used in the microgrid. Due to its simplicity, the model can be implemented in the real-time system. Thus the energy management strategies are proposed to interact with the variable efficiency on the high and low level control. These strategies are capable of shedding the powers in the microgrid with flexibility and accelerating the the convergency spped of control through the knowledge of power losses of each converter. The results show that the energy cost has decreased and the microgrid global efficiency is slightly improved

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Constant, Luc. "Modélisation de dispositifs électriques par réseaux de neurones en vue de l'émulation en temps réel." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT051H.

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Abstract:

Dans ce travail, l'auteur présente la conception et l'étude de réseaux de neurones destinés à la modélisation de dispositifs électriques. Ces modèles sont conçus en vue d'une future réalisation en temps réel s'intégrant dans des émulateurs d'ensembles convertisseurs statiques / machines électriques / capteurs. La première partie rappelle les principes de base de l'émulation temps réel. L'auteur présente ensuite les techniques du connexionnisme, et plus particulièrement l'utilisation des réseaux de neurones pour la modélisation de processus dynamiques. La réalisation d'un modèle neuronal de la machine à courant continu est la première application de ces techniques. Puis l'auteur décrit la démarche qui a permis de réaliser un modèle neuronal de la machine asynchrone. Cette démarche comporte trois points essentiels : 1) Choix d'une structure de réseau, 2) Identification d'une séquence d'apprentissage représentative du processus, 3) Mise en oeuvre d'une procédure de validation du modèle. Cette partie est conclue par l'étude de la structure d'un réseau apte à reproduire les phénomènes de saturation magnétique de la machine asynchrone. Pour conclure ce mémoire, une méthode originale de modification du pas de calcul des modèles neuronaux à temps discret est présentée. Cette méthode a permis d'obtenir un modèle de machine asynchrone dont le pas de calcul est suffisamment fin pour répondre aux exigences du concept d'émulation.

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Gagnet, Florian. "Contribution à l'étude d'interconnexions en circuits intégrés : la transition puce retournée et la transition par trou métallisé." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT031H.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une analyse d'interconnexions en circuits intégrés au moyen d'une méthode intégrale. Après une brève présentation du formalisme utilisé, dans une première partie, une étude est menée afin de caractériser une transition de type flip-chip, puis, dans une seconde partie nous nous sommes attachés à l'étude d'une interconnexion entre deux lignes microbandes au moyen d'un via hole. Dans ces deux types d'interconnexion, il est nécessaire de caractériser et de cascader différentes discontinuités à l'aide d'une méthode variationnelle multimodale. L'étude de chacune suppose l'analyse modale des guides de part et d'autre du plan de discontinuité, nous utiliserons pour celà la méthode de la résonance transverse. Pour la transition flip-chip, on procède à une optimisation paramétrique sur les dimensions des plots métalliques assurant l'interconnexion entre la puce et la ligne d'amenée, puis l'on détermine un schéma électrique équivalent a deux éléments capable de modéliser à lui seul la transition dans sa globalité. La traversée de plan de masse est, elle aussi, modélisée par un schéma équivalent à partir duquel on mène une étude sur les paramètres de diffraction, et ce dans l'optique d'applications en technologie multicouches. La modélisation de telles transitions par un schéma électrique équivalent offre l'opportunité de les intégrer au sein de logiciels de simulation et donc de simplifier considérablement la caractérisation de ce type d'interconnexion. L'avantage d'une méthode intégrale permet d'obtenir des modèles complètement paramétrables en un temps très raisonnable, et ce à l'aide de simples calculateurs de type P. C.

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Ben, Abdallah Baïram. "Conception et test d'un démonstrateur dédié à la validation de modèles locaux de pertes fer par méthode thermique." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10143.

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Abstract:

Le travail effectué présente la conception et le test d'un démonstrateur dédié à la validation de modèles locaux de pertes fer par méthode thermique. Le modèle établi au CEGELY a été testé dans un premier temps pour différentes amplitudes, fréquences et formes d'ondes d'excitation (sinusoidale, trapèze). Les résultats issus de ce modèle local ont été validés en les comparant aux caractérisations des tôles magnétiques dans les conditions particulières d'excitation (induction sinusoidale imposée) et pour une géométrie simple d'échantillon où les phénomènes sont aussi homogènes que possible (cadre Epstein). L'obtention des cycles B(H) en régimes dynamiques, dans chacune des zones du circuit, permet le calcul des densités de pertes. Dans un deuxième temps, pour valider les résultats des pertes obtenues par calcul, nous avons réalisé un élément d'une machine à réluctance variable où nous rencontrons des problèmes de même nature que dans une machine électrique, mais avec une géométrie simplifiée. Dans une telle structure à répartition inhomogène, nous avons choisi d'utiliser une méthode de mesure thermique pour vérifier les densités de pertes calculées. Nous avons injecté ces densités de pertes dans le logiciel thermique Flux2D afin d'obtenir des valeurs simulées de ces températures. Les conditions aux limites sur les températures (Dirichlet) se doivent d'être extrêmement précises car elles conditionnent les niveaux finaux des températures simulées. 72 thermocouples ont été intégrés dans la structure afin d'obtenir les températures expérimentales en tout point du démonstrateur pour les comparer aux températures simulées.

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Castagnetti, Andrea. "Étude de la gestion de l'autonomie en énergie d'objets communicants sans fil." Nice, 2012. http://www.theses.fr/2012NICE4059.

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Abstract:

Les réseaux de capteurs sans fil sont constitués de nœuds de petite taille équipée d’une unité de calcul, de capteurs et d’une unité de communication sans fil qui rend possible la communication entre les nœuds. La consommation d’énergie est en général le paramètre à optimiser à tous les niveaux de la conception d’un nœud de réseau de capteurs sans fil car ces dispositifs sont généralement alimentés par des batteries de petite taille. Pour prolonger l’autonomie d’un nœud, il est nécessaire d’utiliser un système permettant de récupérer une partie de l’énergie disponible dans l’environnement. L’objectif de cette thèse est de proposer un environnement de simulation et une bibliothèque de modèles pour l’analyse de nœuds d’un réseau de capteurs avec récupération d’énergie, avec une attention particulière pour les politiques de gestion de la consommation d’énergie Wireless Sensor Networks are composed of nodes equipped with a computational unit, sensors and a radio transceiver. Energy consumption is a major challenge in the WSN domain, and energy efficient solutions are required because the nodes carry a limited amount of power. Energy harvesting technologies can be used to scavenge energy from the environment, thus prolonging the lifespan of a WSN node. The goal of this thesis is on power management techniques

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Nizigiyimana, Richard. "Diagnostic de réseaux électriques et communication par CPL." Thesis, Tours, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUR4040/document.

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Abstract:

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 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

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Rabaste, Denis. "Modélisation des prérégulateurs à haut facteur de puissance." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20247.

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Abstract:

Nous nous interessons dans ce travail aux preregulateurs a haut facteur de puissance fonctionnant a commutation forcee et a frequence fixe. Nous decrivons un modele petits signaux des convertisseurs (commande et puissance) destine a faciliter la conception de l'asservissement des preregulateurs. Deux etudes pratiques sont presentees: - les systemes preregulateur d'une alimentation sans interruption; - un chargeur de batterie a absorption sinusoidale et isolation galvanique

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Bourgougnon, Nathalie. "Modélisation au moyen des Réseaux de Petri Temporisés Stochastiques d'une application de contrôle-commande de poste de transformation d'énergie électrique répartie sur le réseau de terrain FIP." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30132.

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Ce memoire presente des travaux concernant la specification, la modelisation et l'analyse de systemes de controle-commande temps reel repartis sur un reseau de terrain. La problematique de modelisation de tels systemes, qui doivent satisfaire des contraintes temporelles, reside dans la maitrise de la taille et de la complexite des modeles. Pour cela, une methodologie de modelisation est proposee ; elle repose sur les concepts de structuration, de modelisation et de validation modulaires au moyen du modele formel reseaux de petri temporises stochastiques. La structuration consiste en une decomposition hierarchisee en blocs fonctionnels elementaires. Une structure est proposee pour des entites de communication d'un reseau local temps reel, ainsi que pour un systeme temps reel de commande et de surveillance reparties. La modelisation repose sur la construction et la composition de modeles de modules elementaires. Les principes enonces concernent la definition de regles de composition. Des modeles d'assertions logiques sont egalement proposes pour faciliter le passage des descriptions de comportements exprimees en langage naturel a une modelisation en reseaux de petri temporises stochastiques. La validation repose sur des etapes de composition partielle qui utilisent la modularite pour effectuer des verifications ascendantes du comportement. Cette methodologie est appliquee au reseau de terrain fip, ainsi qu'au futur systeme de controle-commande de poste de transformation d'energie electrique d'edf. L'etude du reseau fip porte plus particulierement sur les services et mecanismes periodiques de couche application pour les echanges temps reel. Les analyses qualitatives et quantitatives effectuees sur l'application d'edf, repartie sur le reseau fip portent sur la verification de proprietes fonctionnelles et de contraintes temporelles du systeme

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Toulouse, Alain. "Contribution à la caractérisation et à la modélisation des capacités en technologie CMOS." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20090.

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Abstract:

La reduction des dimensions elementaires dans les circuits integres augmente de maniere inexorable l'influence des interconnexions dans l'estimation des performances d'un systeme integre. Le travail presente dans cette these s'inclue dans un effort international pour ameliorer la precision de l'extraction de parasites a partir d'un dessin de masques. Nous avons tout d'abord developpe un dispositif de mesure integre sur silicium qui permet de mesurer avec precision des capacites constantes avec un cout en surface tres reduit par rapport aux methodes de mesures directes. Nous pouvons ainsi mesurer des capacites de l'ordre de la centaine d'atto-farad avec une incertitude de l'ordre de quelques %. A partir des resultats de mesure, nous avons pu mettre en evidence les limites des modeles d'extraction classiques et proposer un modele original et generique. Ce modele necessite une simple etape de calibration afin de determiner les parametres relatifs a une technologie donnee sans qu'il soit necessaire de connaitre les dimensions verticales de la technologie. Les resultats obtenus en terme de precision du modele sont tres encourageant pour des technologies submicroniques.

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KRüGER, Eiko. "Développement d'algorithmes de gestion optimale des systèmes de stockage énergétique basés sur des modèles adaptatifs." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT096/document.

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Abstract:

Les limites des ressources d’énergies fossiles et la perspective imminente du changement climatique ont mené les pays de l’Union Européenne à engager une restructuration du secteur électrique vers un approvisionnement en énergie fiable, économique et durable. Dans cette optique de transition énergétique, les systèmes de stockage d’énergie peuvent faciliter l’intégration des énergies renouvelables dans les réseaux électriques. Ils permettent de stocker l’énergie produite par les sources renouvelables pour décaler sa fourniture aux réseaux électriques et compenser les fluctuations aléatoires de la puissance. Par ce lissage de la production des sources intermittentes, les systèmes de stockage transforment ces dernières en centrales mieux contrôlables et plus prévisibles ce qui leur permet de participer aux marchés d’électricité et aux services systèmes.Afin de garantir le respect des plans de production et des engagements pris envers le gestionnaire du réseau, les centrales de production renouvelables équipées d’un système de stockage ont recours à un système de gestion d’énergie. Alors que le contrôle rapproché assure le respect de la consigne instantanée de production, la gestion d’énergie utilise des méthodes d’optimisation sous contraintes issues de la recherche opérationnelle pour planifier le fonctionnement des systèmes de stockage. Le plus souvent, un arbitrage est nécessaire entre les exigences du fonctionnement et la complexité du modèle utilisé. Les modèles de batterie, qui présentent un comportement non-linéaire, doivent être simplifiés en vue de les intégrer dans les algorithmes d’optimisation les plus courants. De plus, les modèles précis et particulièrement ceux qui sont basés sur une modélisation physico-chimique de la batterie exigent des tests de caractérisation chronophages réalisés dans des conditions contrôlées. Finalement, le comportement électrique de la batterie évolue avec son âge ce qui impose un recalage périodique du modèle en fonction du temps.Cette thèse présente une méthodologie d’identification de modèles de batterie en cours de fonctionnement et d’utilisation de ces modèles adaptatifs dans la gestion optimale d’une centrale de production électrique avec stockage. Après un rappel des modèles de batteries, des méthodes d’identification en temps réel issues de la théorie du contrôle sont développées dans le cas d’un modèle des circuits électriques équivalents. L’extraction d’un modèle simplifié pour la gestion d’énergie est décrite et juxtaposée à une analyse de régression directe des données de fonctionnement. Les méthodes d’identification sont testées pour un système de stockage réel de taille industrielle, associé à une centrale photovoltaïque installée sur l’île de La Réunion. L’identification du modèle dans le cadre d’une étude de vieillissement préalablement effectuée au sein du CEA, met en évidence le suivi de l’état de santé de la batterie.En vue de l’intégration des modèles adaptatifs dans la gestion, la formulation des problèmes d’optimisation rencontrés dans la planification d'une centrale photovoltaïque associée à un système de stockage est développée. Des implémentations en programmation linéaire-mixte et en programmation dynamique sont réalisées dans des cas d’études basés sur la participation aux marchés d’électricité ou dans le cadre d’une tarification réglementée, ainsi que la participation aux services système. Afin d’évaluer les performances de ces solutions, une architecture de contrôle pour la centrale est détaillée, et le fonctionnement de la centrale est simulé. Plusieurs configurations du système de gestion sont testées, y compris l’utilisation de modèles fixes ou variables ainsi que la prise en compte ou non du vieillissement de la batterie. Une analyse statistique des résultats obtenus pour différents cas de production photovoltaïque et d’erreurs de prévision montre que l’utilisation des modèles variables présente des avantages Limited fossil energy resources and the prospect of impending climate change have led the European Union to engage in a restructuring of the electricity sector towards a sustainable, economical and reliable power supply. Energy storage systems have the potential of an enabling technology for the integration of renewable energy sources, which underlies this transition. They allow the delivery of energy produced by a local source to the electric grid to be shifted in time and can compensate random fluctuations in power output. Through such smoothing and levelling, energy storage systems can make the production of variable renewable sources predictable and amenable to control.In order to observe scheduled production and their commitments toward the grid operator, renewable power plants equipped with storage systems make use of an energy management system. While direct control ensures tracking of the current production setpoint, energy management employs constrained optimization methods from operations research to organize the usage of the storage systems. The complexity of the storage system model used in optimization must frequently be adapted to the specific application. Batteries show non-linear state-dependent behavior. Their model must be simplified for use in the most common optimization algorithms. Moreover, precise battery models based on physical modelling require time-consuming controlled testing for parameterization. Lastly, the electrical behavior of a battery evolves with aging which calls for regular recalibration of the model.This thesis presents a methodology for on-line battery model identification and the use of such adaptive models in optimal management of an electrical plant with energy storage. After a summary of battery models, observer methods for on-line identification based on control theory are developed for the case of an equivalent circuit model. The extraction of a simplified model for energy management is described and compared to direct regression analysis of the operational data. The identification methods are tested for a real industrial-sized storage system operated in a photovoltaic power plant on the island of La Réunion. Model identification applied to data from an earlier battery aging study shows the use of the method for tracking the state-of-health.The formulation of optimization problems encountered in the production scheduling of a photovoltaic power plant with energy storage is developed incorporating the adaptive battery models. Mixed-integer linear programming and dynamic programming implementations are used in case studies based on market integration of the plant or regulated feed-in tariffs. A simulation model based on the outline of the plant control architecture is used to simulate the operation and evaluate the solutions. Different configurations of the management system are tested, including static and variable battery models and the integration of battery aging. A statistical analysis of the results obtained for multiple cases of photovoltaic production and forecast error shows the advantage of using variable battery models in the study case

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Voillemont, Jean-Charles. "Caractérisation par micro-sismicité induite des milieux poreux fracturés : modélisations par la méthode des lignes de courant d'un site géothermique HDR (Soultz-sous-Forêts, France)." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL040N.

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Abstract:

Le projet de Soultz-sous-Forêts (Alsace, France) a pour but d'extraire l'énergie, géothennique contenue dans les cinq premiers Kms de la croûte terrestre par injection d'eau en profondeur pour démontrer la faisabilité des projets HDR (Hot Dry Rock pour roches chaudes sèches). Une modélisation des circulations par la technique des lignes de courant, technique largement utilisée en simulations pétrolières, a été appliquée pour évaluer la durée de vie de l'échangeur. La perméabilité du réservoir a été estimée à l'aide de la microsismicité induite acquise pendant la fracturation hydraulique. Une extension de la méthode SBRC (Seismic Based Reservoir Characterization) est proposée dans ce mémoire. Cette nouvelle méthodologie permet de quantifier le champ de perméabilité isotrope hétérogène et de suivre l'évolution de la perméabilité au cours du processus de fracturation. Tous les outils informatiques développés ont été intégrés dans un plug-in du logiciel Gocad.

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Manesse, Georges. "Sur une analyse fonctionnelle des groupements d'interrupteurs statiques : extension à la modélisation des convertisseurs dans leur environnement de contrôle et de puissance." Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10050.

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Abstract:

Sur la base de réseaux de pétri d'état interprétés et sans conflits, on propose une méthodologie générale d'analyse et de modélisation des systèmes de conversion d'énergie électrique à interrupteurs statiques. Définition des fonctions élémentaires de commutation pour un interrupteur simple (dipôle), puis pour un groupement indissociable de deux interrupteurs (tripôle). Analyse des montages à diodes et thyristors caractérisés par l'absence de commutations simultanées pour l'etendre aux structures multidipôles parallèles et série. Cette démarche, étendue aux associations de tripôles à transistors de puissance fait apparaître trois techniques de description fonctionnelle s'appuyant sur : le dénombrement des configurations de connexions actives, le partitionnement de cet ensemble de configurations en classes d'équivalence structurelle, la définition, au moyen d'une partition des situations de commande, d'un ensemble de parties appartenant à l'ensemble des configurations. Les principes utilisés sont enfin généralisés aux dispositifs de contrôle rapproché et éloigné des convertisseurs en distinguant pour chacun d'eux une partie commande d'une partie opérative pour construction d'un modèle numérique de simulation structure transparent et flexible

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Broussely, Marc. "Réduction de modèles thermiques par la théorie des réseaux, application à la surveillance d'une machine asynchrone par couplage d'un modèle thermique réduit avec un schéma équivalent électrique." Poitiers, 2000. http://www.theses.fr/2000POIT2320.

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Abstract:

Une machine electrique est le siege de dissipations et une trop forte elevation de temperature peut entrainer un endommagement irreversible. Notre objectif est de montrer la faisabilite d'un systeme numerique de surveillance continue des temperatures et des pertes d'une machine electrique fonctionnant en temps reel. Une machine asynchrone de 5,5 kw, 4 poles a ete assemblee et equipee d'une soixantaine de thermistances, y compris au rotor, puis montee sur un banc d'essais instrumente. Un modele thermique nodal detaille d'environ 1200 nuds a ete construit suivant les plans de la machine. Le modele thermique a ete recale a partir d'essais sur la machine. Une methode originale de reduction de modeles thermiques par la theorie des reseaux a ete developpee, incluant deux etapes d'optimisation des reponses dynamiques pour le choix des nuds a conserver et pour la valeur de certains elements du modele reduit. Un schema equivalent electrique de calcul des pertes de la machine asynchrone a egalement ete developpe a partir d'un schema classique et augmente par la prise en compte de phenomenes supplementaires. Le systeme de prediction en temps reel des temperatures et des pertes a finalement ete construit par le couplage du modele thermique reduit et du modele electrique.

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Allègre, Anne-Laure. "Méthodologies de modélisation et de gestion de l’énergie de systèmes de stockage mixtes pour véhicules électriques et hybrides." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10102/document.

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Abstract:

Les véhicules thermiques conventionnels se trouvent dans une situation critique. Les solutions Véhicules Electriques (VE) et Véhicules Electriques Hybrides (VEH) nécessitent de stocker à bord du véhicule de l’énergie électrique. Ce stockage se fait principalement par batteries et pose des problèmes d’autonomie, durée de vie et poids. Un moyen pour répondre à ces problématiques consiste à associer deux Systèmes de Stockages d’Energie (SSE) électriques complémentaires. L’objectif de la thèse vise à proposer une méthodologie d’étude des associations de SSE électriques pour VEs et VEHs de façon en déduire des règles de modélisation, de commande et de dimensionnement. Une architecture et une REM générales de VEs mixtes sont établies. La REM générale permet de mieux analyser le système et de simuler l’ensemble des architectures avec un même programme. L’architecture générale permet de tester différentes architectures sur un même banc expérimental. Cette REM est étendue à des véhicules à 3 SSE. La méthodologie de modélisation est appliquée, en particulier, à deux VEs mixtes, puis étendue à un VEH mixte et un VE mixte utilisant trois SSE électriques. Les SSE électriques utilisés sont constitués de batteries et de supercondensateurs. Les structures de commande de chaque véhicule présenté sont élaborées, validées par simulation et par expérimentation en utilisant la simulation Hardware-in-the-Loop (HIL) ou sur véhicule réel. Différentes stratégies de gestion de l’énergie ont été développées pour la voiture électrique mixte. Une étude montre l’influence de ces stratégies notamment sur la consommation de l’énergie électrique de la batterie, sa durée de vie et son dimensionnement Conventional vehicles are in a critical situation. The solutions Electric Vehicles (EV) and Hybrid Electric vehicle (HEV) need on-board electric energy storage. Generally, batteries are used, and lead some problems as: autonomy, lifetime, weight…The association of two complementary electric Energy Storage Systems (ESSs) could be a good device to ameliorate the on-board storage. The objective of the thesis aims to propose a methodology of study of electric EESs associations for EVs and HEVs in order to deduce model, control and sizing rules. General topology and Energetic Macroscopic Representation (EMR) of mixed EVs are established. The general EMR allows a better analyse of the system and allows simulating all topologies with one program. The general topology allows testing different topologies on a same experimental bench. The EMR is extended to mixed vehicles using three EESs. The modelling methodology is in particular applied to two mixed EVs, and extended to a mixed HEV and a mixed VE using three electric ESSs. The used electric ESSs are constituted of batteries and supercapacitors. The control structures of each vehicle are built, validated in simulation and in experimentation using a reduced scale Hardware-in-the-Loop (HIL) simulation or on a real vehicle. Different energy management strategies have been developed for the mixed electric car using batteries / supercapacitors. A study shows the influence of these strategies, in particular on the electric consumption of the batteries, their lifetime and their sizing. Some strategies have been validated experimentally on the real mixed electric microbus

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Roblot, Geoffroy. "Méthodologie de pré-dimensionnement de la puissance électrique des générateurs d’un réseau embarqué à partir d’analyses statistiques des consommateurs." Nantes, 2012. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=99c54204-3d26-4d39-8e81-ed269a50fe28.

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Abstract:

L’enjeu du dimensionnement des sources d’un réseau électrique est commun à tous les réseaux, mais devient encore plus important dans le cas des réseaux embarqués où des ajouts ultérieurs ne sont pas envisageables et où le volume et la masse sont essentiels. Suite à des campagnes de mesures sur plusieurs avions, il semble que le bilan électrique théorique surestime la puissance demandée durant les vols. Si cette constatation est rassurante, elle s’avère problématique dans le contexte des avions plus électriques où des puissances supérieures sont envisagées. En adoptant une approche probabiliste des flux de puissance, le travail présenté a pour but d’évaluer plus précisément les puissances demandées au générateur. Nous nous appuyons dans un premier temps sur des modèles probabilistes décrivant la puissance absorbée par chacune des charges du réseau. Associés à un algorithme de Monte Carlo, cette méthode permet d’estimer la puissance consommée par le réseau et ainsi dimensionner ses sources. Dans un second temps, nous développons un modèle probabiliste et dynamique prenant en compte les durées de ces puissances. Ce modèle, couplé aux informations relatives aux surcharges acceptables par les générateurs, permet de choisir la puissance nominale de ces derniers à une valeur inférieure à la puissance maximale demandée, tout en assurant que les surcharges sont admissibles théoriquement par les générateurs. Appliquée aux A380 mesurés, cette démarche montre des gains potentiels significatifs. Les scénarios de fonctionnement fournis pourraient utilement être employés dans des simulations thermiques pour vérifier les échauffements susceptibles d’apparaître sur les générateurs For every electrical network, sizing electrical sources is a critical challenge. This is even more important when the electrical network is an on-board one where it has to be self-sufficient, with very high constraints on volume and mass. Following several measurement campaigns on aircrafts, it has been shown that the electrical load analysis is over estimating the power needed during flights. Beyond the reassuring aspect, this observation can show some other problems while thinking about more electrical aircrafts where higher power are planned. With statistical approach of power flows, the present work targets to evaluate with more accuracy the electrical power needed to supply the network. First of all, study will focus on probabilistic load models to describe electrical power for each load on the network. Associated with a Monte Carlo algorithm, this method give results on the electrical power needed by the electrical network, allowing us to perform a sizing of the sources. Then, a dynamic probabilistic load model is developed to take into account duration of electrical powers. With this new model and the information of electrical overload capability of generators, it is possible to size their rate power under the maximum consumed electrical power still ensuring that overloads are, theoretically, acceptable. Applied on the A380, this approach shows potential savings that are not to neglect. Scenarios stemming from these new models could be used to perform thermal simulation on the electrical generators to check the potential overheating

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François, Bruno. "Formalisme de modélisation et de synthèse des commandes appliqué aux convertisseurs statiques à structure matricielle." Lille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LIL10009.

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Abstract:

Un convertisseur statique de puissance constitue généralement l'articulation de deux axes, l'un comprenant les sources et les charges, l'autre l'ensemble des organes de commande disposes selon une hiérarchie fonctionnelle. Les travaux rassembles dans ce mémoire concernent une méthode de conception systématique de l'axe de commande. Des concepts de modélisation déjà établis par ailleurs sont enrichis dans un objectif de généralisation d'une part, de formalisation d'autre part. L'inversion du modèle de connaissance ainsi obtenu conduit à déterminer la fonction devant être remplie par l'automate de commande rapprochée: asservissement des grandeurs électriques rapides, modulation, génération des connexions. Cette dernière fonctionnalité fait l'objet de propositions originales dans l'art et la manière de synthétiser une séquence optimisée de commande des interrupteurs. Les ordres de fermeture et d'ouverture sont à définir selon la nature de la conversion à réaliser ; la méthode proposée, d'abord appliquée a une structure monophasée est ensuite présentée dans le cadre des structures triphasées/monophasées usuelles. Une technique particulière de modulation est nécessaire pour la réalisation d'optimisations: le modulateur de largeur et de position d'impulsions. L'étage hiérarchique supérieur est désigné micro calculateur de processus. Il est charge d'élaborer les consignes des grandeurs électriques internes au convertisseur. Les algorithmes requis sont parfois différents selon le niveau de puissance ou la multiplicité des fonctionnements du convertisseur concerne. Dans ces conditions, un étage de supervision du système, l'automate de contrôle des modes de marche, en assure la coordination par l'introduction d'une cohérence dans les objectifs issus du cahier des charges. Cette ressource décisionnelle est indispensable à l'optimisation des performances lors des transitions entre algorithmes. A cette fin, l'auteur propose des solutions originales, par interpolation et par réseaux de neurones. Des validations expérimentales, mettant alors en œuvre une architecture matérielle reposant sur un processeur de signal illustrent quelques-unes des solutions exposées et prouvent le bien-fondé du formalisme de synthèse.

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Lachaize, Jérôme. "Étude des stratégies et des structures de commande pour le pilotage des systèmes énergétiques à Pile à Combustible (PAC) destinés à la traction." Toulouse, INPT, 2004. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000036/.

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Abstract:

Ces travaux s'inscrivent dans le projet COPPACE (COntribution au Pilotage de Pile A Combustible Embarquée) menés par ALSTOM en partenariat avec le LEEI-INPT et le CEA. Et cofinancés par l'ADEME. L'étude porte sur la modélisation et la commande d'un système PAC (débit, pression , température) et sur la définition des lois de commandes des convertisseurs statiques associés à la chaîne de traction. Nous développons ensuite une stratégie de gestion d'énergie en considérant des critères comme la consommation d'hydrogène ou l'énergie stockée dans les supercondensateurs. Chaque étape est vérifiée par simulation globale suivant un profil de mission spécifique et un modèle précis de PAC que nous avons ensuite simplifié pour réduire le temps de calcul. Le contrôle de ce système est définit par un traitement séparé des composants, au service de la fonction globale. Les résultats de simulations montrent que le système peut suivre la demande de puissance tout en contrôlant les éléments critiques.

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Picot, Fabrice. "Contribution à l'optimisation d'un flot de conception submicronique à base de cellules pré-caractérisées." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20156.

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Derouane, Benoit. "Contribution à l'étude de la machine électrique asynchrone destinée à la motorisation d'un mobile avec source d'énergie embarquée." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD804.

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Abstract:

La machine asynchrone par ses qualités intrinsèques est bien adaptée à la motorisation de véhicules (robustesse, faible coût,). Cette application présente un certain nombre de particularités : l'énergie embarquée impose une optimisation énergétique et ces machines sont appelées à travailler dans une large zone à "puissance constante" pour éviter l'utilisation d'une boite de vitesse. Le fonctionnement doit donc s'effectuer à flux variable. L'étude se propose d'analyser les performances de différentes stratégies de commande, tant en régime établi, qu'en régime dynamique sur des critères au préalable parfaitement définis. Les stratégies de commande proposées se décomposent en deux types : la composante de magnétisation est variable de façon à optimiser soit le rapport couple/courant consommé, soit le rendement. La composante de magnétisation est maximale, imposée soit par le niveau de saturation dans la machine dans la zone à "couple constant", soit par la tension disponible dans la zone puissance constante. L'application de ces deux types de commande en courant peut être envisagée uniquement durant les phases de régime statique (contrôle scalaire), mais aussi durant les régimes dynamiques (contrôle vectoriel). Les performances du contrôle scalaire sont étudiées lors de la variation des paramètres de la machine (variation des résistances due à l'échauffement, saturation) et sous une tension d'alimentation réduite. Cette étude s'appuie sur une modélisation fine de la machine asynchrone en statique et en dynamique incluant la saturation, les pertes fer, une alimentation en tension de forme d'onde quelconque et la prise en compte des limitations apportées par le convertisseur (source de tension asservie en courant). Un prototype spécifique de 700 W a été calculé sous des contraintes énergétiques. Il a permis de valider l'ensemble des modèles et les résultats des simulations.

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Blanc, Jean-Yves. "Contribution du parallélisme à la résolution d'un problème de répartition de charge dans les réseaux électriques." Phd thesis, Grenoble INPG, 1991. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00339495.

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Abstract:

Cette thèse a été menée en collaboration avec la der-edf. Il s'agit d'étudier ici la parallélisation d'un probleme de répartition de charges dans les réseaux électriques. Ce probleme correspond mathématiquement a la resolution successive de systèmes linéaires dont les matrices sont proches les unes des autres. Une methode originale de resolution est tout d'abord présentée dans un cadre séquentiel, puis une parallélisation sur plusieurs types d'architectures (mimd vectoriel, simd massivement parallèle et mimd a topologie reconfigurable) est proposée. Les machines cibles ont ete étudiées en profondeur et modélisées théoriquement. Plusieurs idées de parallélisation ont été envisagées. Il est intéressant de constater que les meilleures méthodes de resolution de ce probleme concret modèle (c'est-a-dire les plus rapides) sont différentes suivant le type de machine parallèle considéré

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Crispel, Pierre. "Modélisation mathématique et simulation de la transition d'une décharge électrostatique primaire vers un arc électrique secondaire entretenu par la puissance photovoltaïque d'un générateur solaire de satellite." Toulouse, ENSAE, 2005. http://www.theses.fr/2005ESAE0021.

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Abstract:

Dans ce travail nous avons développé divers schémas numériques pour la description fluide d'un plasma quasi-neutre en expansion dans le vide entre deux électrodes aﬁn de modéliser la transition d’une décharge primaire vers un arc électrique secondaire entretenu sur un générateur solaire de satellite. Le modèle de référence de notre étude est le modèle bifluide (ions et électrons) Euler-Poisson. Ce modèle fournit une bonne description du plasma, mais l'existence d'une condition de stabilité numérique sur le pas de temps liée à la quasi-neutralité engendre des coûts de calcul prohibitifs pour l'application physique à laquelle nous nous intéressons. À partir de ce modèle, une première stratégie conduisant à une première gamme de schémas consiste à explorer la limite formelle quasi-neutre dans Euler-Poisson. Ll en ressort un modèle de plasma quasi-neutre dont la dynamique est liée à l'existence d’un faisceau d’électrons entre l'interface plasma/vide et l’anode. Le couplage et l'implémentation de ce modèle sont réalisés en 1D. Une seconde stratégie est d'explorer l'existence d'un schéma asymptotiquement stable dans la limite quasi-neutre pour décrire le modèle bifluide Euler-Poisson. Nous montrons qu'il existe un algorithme de coût explicite permettant d'obtenir un schéma stable quelque soient les pas de temps et d'espace. Cet algorithme est implémenté en 1D et en 2D. Enﬁn, ont aussi été réalisées des études de modélisation physique autour des phénomènes de gaine et d'amorce d'arc. Cette étude permet de modéliser les conditions aux limites d'injection du plasma.

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Dissertations / Theses on the topic 'Réseaux électriques (Énergie) – Modèles mathématiques'

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