Dissertations / Theses: 'Réseaux électriques (Énergie) – Régulation'

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Lagonotte, Patrick. "Analyse structurale des réseaux électriques : application au réglage hiérarchisé de la tension du réseau français." Grenoble INPG, 1987. http://www.theses.fr/1987INPG0114.

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Abstract:

Introduction du concept de "la distance électrique", qui mesure les interactions en tension entre les différents postes. Lien existant entre la distance électrique et l'entropie conditionnelle (de deux variables), utilisée dans la théorie de l'information, ce qui permet de situer l’étude dans l'analyse structurale des systèmes complexes. Corrélation des résultats obtenus avec le découpage empirique actuel utilisé par le réglage secondaire de la tension

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Xie, Ruichao. "A novel Wide-Area control strategy for damping of critical frequency oscillations via modulation of active power injections." Doctoral thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/67983.

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Abstract:

Cette thèse propose une nouvelle stratégie d'amortissement des oscillations de fréquence critiques par la modulation de l'injection rapide de puissances actives, qui ouvre la voie à l'utilisation d'actionneurs géographiquement dispersés, par exemple des ressources énergétiques distribuées (DERs), dans le contrôle des basses fréquences dynamique de l'angle du rotor du réseau électrique, qui comprend les oscillations interzones et les oscillations de fréquence transitoire. La méthode proposée intègre ces deux dynamiques différentes dans un cadre basé sur un système linéaire invariant dans le temps, dans lequel le contrôle de l'oscillation de fréquence transitoire est traduit en contrôle de la dynamique de mode commun du système. A cet effet, un examen attentif de la relation entre la variation transitoire de fréquence et la dynamique du mode commun est effectué; Les simulations montrent que le mode commun définit la forme d'un changement transitoire de faible signal de fréquence. La méthode de contrôle proposée vise à utiliser efficacement la réserve de marche limitée des DERs existants pour atténuer ces oscillations. Ceci est réalisé en découplant les actions de commande d'amortissement à différents endroits en utilisant les signaux d'oscillation du mode concerné comme commandes de puissance. Une base théorique pour cette commande de modulation découplée est fournie. Techniquement, les signaux d'oscillation modale souhaités sont filtrés en combinant linéairement les fréquences de l'ensemble du système, ce qui est déterminé par la technique (LQRSP). Avec la stratégie proposée, la modulation de chaque injection de puissance active peut être conçue efficacement en tenant compte de la limite de réponse et de la capacité de sortie en régime permanent du dispositif de support. Dans le cadre proposé, le signal de commande pour la commande de fréquence primaire est automatiquement déterminé dans une direction de commande (presque) optimale; des expériences montrent que ce signal a tendance à être la vitesse du système vue par le point d'injection de puissance. La commande modulante découplée a tendance à isoler les actions de commande pour les oscillations interzones et les oscillations de fréquence transitoire, ce qui atténue grandement les préoccupations concernant l'interaction entre la commande de ces deux types de dynamiques
This dissertation provides a novel wide-area control strategy for damping of critical frequency oscillations via modulation of fast active power injections, which paves the way for the utilization of large-scale geographically dispersed actuators, e.g., distributed energy resources (DERs), in the control of power system low-frequency rotor angle dynamics, this includes the inter-area oscillations and the transient frequency swing. The proposed method incorporates these two different dynamics into a linear time invariant (LTI) system based control framework, in which the control of the transient frequency swing is translated into the control of the system common mode dynamics. For this purpose, a careful examination of the relationship between the transient frequency swing and the common mode dynamics is carried out; extensive simulations show that the common mode defines the shape of a small-signal transient frequency swing. The proposed control method pursues an efficient utilization of the limited power reserve of existing DERs to mitigate these oscillations. This is accomplished by decoupling the damping control actions at different sites using the oscillation signals of the concerned mode as the power commands. A theoretical basis for this decoupled modulating control is provided. Technically, the desired sole modal oscillation signals are filtered out by linearly combining the system-wide frequencies, which is determined by the linear quadratic regulator based sparsity-promoting (LQRSP) technique. With the proposed strategy, the modulation of each active power injection can be effectively engineered considering the response limit and steady-state output capability of the supporting device. In the proposed control framework, the power command signal for the primary frequency control is determined in a (near) optimal control sense; experiments show that this signal tends to be the system speed seen by the power injection point. Importantly, the decoupled modulating control tends to isolate the control actions for the inter-area oscillations and the transient frequency swing, thereby greatly relieving the concern about the interaction between the control of these two types of dynamics.

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Alkhatib, Hasan. "Etude de la stabilité aux petites perturbations dans les grands réseaux électriques : optimisation de la régulation par une méthode métaheuristique." Aix-Marseille 3, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX30068.

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Abstract:

Depuis une vingtaine d’années, les grands réseaux électriques se trouvent obligés de fonctionner à pleine puissance et souvent aux limites de la stabilité. L’amélioration de la stabilité aux petites perturbations, en particulier l’amortissement des oscillations interrégionales, est donc devenue un objectif prioritaire. Les interactions entre les générateurs de différentes régions et les régulateurs utilisés nécessitent une optimisation globale de leurs performances : c’est le meilleur moyen pour assurer le comportement optimal de l’ensemble. L’objectif de notre travail est d’assurer un amortissement maximum, aussi bien des modes interrégionaux que des modes locaux, à l’aide des stabilisateurs de puissance (PSS) généralement utilisés pour l’amortissement des modes électromécaniques locaux. Pour ce faire, nous avons développé une méthode d’optimisation globale basée sur les algorithmes génétiques et une fonction multiobjectif utilisant les paramètres de stabilité relative et de stabilité absolue déterminés à partir de l’analyse des valeurs propres du système. Nous avons analysé l’influence de l’augmentation progressive du nombre de variables à optimiser simultanément (paramètres des PSSs, emplacement et nombre de ces derniers). La méthode que nous proposons permet un réglage optimal des PSSs avec la meilleure localisation possible et un nombre réduit de PSSs. Nous avons proposé en outre une nouvelle méthode d’optimisation utilisant des contraintes dynamiques adaptatives de l’espace de recherche afin d’améliorer les performances et la rapidité de convergence de cet algorithme. Les performances de ces méthodes d’optimisation ont été évaluées sur le réseau multimachines interconnecté New England/New York par analyse des valeurs propres du système et simulations temporelles tant sur le modèle linéarisé que sur le modèle nonlinéaire originel
Over the past twenty years, electric utilities are being operated their power systems at full power and often closer to their stability limits. The improvement of small signal stability, in particular the damping of inter-area oscillations, has become therefore a priority. Interactions between the generators of different regions and the used regulators require a global optimization of their performances: this is the best way to ensure the whole optimal behaviour. Our work objective is to ensure a maximum damping of the inter-area modes as well as of the local modes, using power system stabilizer (PSS) that is habitually used in the damping of electromechanical local modes. So, we have developed a global optimization method based on genetic algorithms and a multi-objective function using relative and absolute stability parameters that are obtained of the system eigenvalue analysis. We have analyzed the influence of the gradual increase of the variable number that to be optimized simultaneously (PSS parameters, their location and number). The proposed method allows an optimal setting of PSSs with the best possible location and a reduced number. We have also proposed a new optimization method using dynamic adaptive space research. This can improve the optimization performance and the convergence acceleration of this algorithm. The performance of these optimizations methods has been evaluated on the New England/ New York multi-machine network via system eigenvalue analysis, linear and nonlinear time domain simulations

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Alali, Mohamad Alaa Eddin. "Contribution à l'Etude des Compensateurs Actifs des Réseaux Electriques Basse Tension : (Automatisation des systèmes de puissance électriques)." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13026.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous avons abordé les structures de filtres actifs parallèles, séries et combinées (UPQC) en vue d'étudier la compensation de tous les types de perturbations susceptibles d'apparaître dans le réseau électrique. De plus, dans l'objectif d'améliorer la qualité de l'énergie électrique, en la rendant conforme aux nouvelles contraintes normatives, nous avons également été amené à développer et à appliquer des méthodes d'automatique avancées. Dans ce cadre, cette thèse rapporte de plusieurs structures de régulation, notamment d'une version amélioré du RST, cette dernière repoussant les limites d'application du RST classique. De plus, dans l'objectif de réaliser un filtre actif parallèle, une étude approfondie de faisabilité expérimentale a été effectuée, prenant en compte les contraintes industrielles du produit aussi bien au niveau de sa conception que de son application
In an electrical network, unbalanced and harmonic currents generated by nonlinear and unbalanced loads can cause harmonics and unbalanced voltage. These voltage perturbations along with voltage sag can strongly degrade customer power quality. Nowadays, the active filtres such as shunt, series and combined shunt-series are studied as a flexible solution to compensate all current and voltage perturbations. Therefore, in order to improve power system quality, we have studied advanced control methods applied on the structures of the above mentioned active filtres. For such requirements, we have developed a new RST control method in order to extend the application spectrum of RST controller. Thus, an universal shunt active filter has been developed using a continuous and discret time experimental

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Delavari, Atieh. "Novel load-based control strategies for power system primary frequency regulation." Doctoral thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/29902.

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Abstract:

Toute déséquilibre entre génération de puissance et consommation de charge doit être corrigée rapidement afin d’éviter une déviation de fréquence qui risquerait de menacer la stabilité et la sécurité du réseau électrique. La génération est typiquement centralisée à quelques endroits sur le réseau électrique, par contre la charge est fortement distribuée partout sur le réseau. Comparés à la plupart des générateurs conventionnels, les dispositifs de commutation toutou- rien installés du côté de la demande permettent aux charges de réagir plus rapidement aux perturbations du système. Cette caractéristique, associée aux nouvelles technologies de mesures, de télécommunication, et de calcul à haute performance, permettent d’agir efficacement sur les dispositifs du côté de la demande et font de ces dispositifs des candidats idéaux pour la régulation des fréquences primaires. Cette thèse propose trois solutions permettant de pallier aux limites de performance des approches de contrôle de charge décentralisées utilisées à ce jour dans les réseaux électriques comportant des ressources distribuées du côté de la charge : *Contrôle de charge optimal amélioré (IOLC) : Nous introduisons une approche améliorée du contrôle de charge optimal (IOLC) en appliquant une méthode systématique de réglage du gain à l’OLC conventionnel. l’Algorithme génétique NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II) avec Algorithme de Sélection de logique flou (Fuzzy Selection Algorithm) est employé comme procédure d’ajustement de gain multi-objectif dans l’approche IOLC. Nous montrons par simulation que l’IOLC peut atteindre une meilleure performance générale par rapport à l’OLC, que la boucle d’asservissement turbine-régulateur de vitesse (TG) soit activée ou désactivée. *Contrôle direct de la charge avec une architecture hiérarchique, clairsemée et résiliente : Nous concevons et développons une stratégie hiérarchique de modulation de charge et d’élagage des capteurs pour l’amélioration de la réponse en fréquence primaire et l’amortissement des oscillations inter-zones. La structure de commande de charge hiérarchique coordonnée que nous proposons, utilise à la fois la commande locale et la commande globale, avec des contrôleurs utilisant des mesures à distance et des signaux de commande dans une structure distribué sur une grande surface, de façon éparse et optimale. La couche locale de bas niveau traite avec précision la réponse à la demande et la régulation de fréquence, tandis que la couche de supervision agencée de manière creuse avec un nombre minimal de paires (mesure-contrôle) améliore les performances et les marges de stabilité du système, tout en réduisant le coût du transfert des données, les liaisons de communication et la complexité du réseau. *Contrôle de charge basé sur l’inertie virtuelle : Compte tenu des charges agrégées intégrées au stockage, nous étendons le contrôle de charge conventionnel pour habiliter l’inertie virtuelle dans les réseaux électriques à faible inertie. Le signal de contrôle de charge basé sur l’inertie virtuelle minimise donc le taux de variation de fréquence ainsi que l’erreur de fréquence afin de rétablir plus promptement l’équilibre production-demande souhaité sur le réseau. Nous montrons par simulation que l’inertie virtuelle basée sur la charge permet une meilleure régulation de la fréquence du système avec une performance transitoire remarquablement améliorée, une un nadir (creux) de fréquence et une erreur en régime permanent en supprimant approximativement des charges égales ou même avec moins de charges contrôlables par rapport au contrôle de charges conventionnel. En outre, nous développons deux systèmes de références à l‘aide du logiciel de simulation Simscape Power Systems (SPS) couramment utilisés pour l’éducation et la recherche dans le domaine des réseaux électriques dans le monde entier. Nous présentons également un bloc de mesure de fréquence, qui a été ajouté à la bibliothèque de modèles de la dernière version commerciale de SPS (R2018a), permettant de mesurer la fréquence dans un modèle simulé en mode phaseur.
Any inequality between power system generation and load must be corrected in a short time, otherwise frequency deviation will happen and consequently the stability and security of the power system will be threatened. Demand-side endpoints are distributed on the load side of power systems in contrast to traditional control resources such as centralized bulk generators. The ability of outright ON/OFF switching devices on the demand side enables the loads to respond faster to system disturbances, compared to most conventional generators. This feature, along with the integration of sensing, computation and communication technologies, makes demand-side resources an ideal candidate in primary frequency regulation. This thesis focuses on controlling power systems using distributed load-side resources. Specifically, it proposes three main solutions to overcome the limitations of decentralized load control approaches: *Improved Optimal Load Control (IOLC): We introduce an Improved Optimal Load Control (IOLC) approach by applying a systematic gain-tuning method to the conventional OLC. A joint Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) with Fuzzy Selection Algorithm (FSA) is employed as the multi objective gain-tuning procedure in IOLC approach. We show by simulation that in comparison with OLC, IOLC can achieve a better generalization performance in the case of turbine-governor (TG) control action whether enabled or disabled. *Sparse and Resilient Hierarchical Direct Load Control: We design and develop a hierarchical sensor pruning load modulation strategy for primary frequency response improvement and inter-area oscillations damping. The proposed coordinated hierarchical load control structure utilizes both local and distributed wide-area control, where controllers make use of remote measurements and control signals in an optimal sparse wide-area structure. To be precise, device layer deals with demand-response and frequency regulation, while the sparse supervisory layer improves the system’s closed-loop performance and stability margins, with simultaneous reduction of the cost of data transfer, communication links and power network complexity. *Virtual Inertia-based Load Control: Considering the storage built-in aggregated loads, we extend the conventional load control to enable virtual inertia in low-inertia rate power systems. The virtual inertia-based load control signal therefore minimizes the rate of change of frequency as well as frequency error to provide desired power balance over the network. We show by simulation that enabling load-based virtual inertia provides better power system frequency regulation with remarkably improved transient performance, frequency nadir and steady state error by shedding approximately equal or even less amount of controllable loads compared to the conventional load control. Furthermore, we develop two commonly used Simscape Power Systems (SPS) benchmarks for power system education and research worldwide. We also present a frequency measurement block (which will be included in Matlab 2018a measurement library) to measure the frequency in a SPS model running in phasor mode.

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Barbier, Gérald. "Alternateur à double excitation alimentée par des convertisseurs statiques : simulation et expérimentation." Besançon, 2000. http://www.theses.fr/2000BESA2073.

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Abstract:

La qualité d'un réseau électrique impose le maintien de la stabilité lors de fonctionnements perturbés. L'absorption de la puissance réactive créée par les lignes de transport, lors de creux de charge est un facteur d'instabilité, d'autant plus important que les lignes sont plus longues. Un alternateur muni d'un second enroulement décalé dans l'espace, permet d'absorber une puissance réactive importante tout en maintenant la stabilité. Des études ont montré que cette solution était viable, pour des réseaux dont les longueurs de lignes sont conséquentes, comme le réseau en Russie. Depuis le début des années 80, l'ex-Union Soviétique s'est intéressée au fonctionnement de cet alternateur dit à double excitation. Des prototypes ont été implantés à la centrale de Burchtinskaya. Une collaboration entre la Russie et la France a permis d'améliorer le mode de contrôle. Les travaux de ce mémoire sont associés à cette collaboration. L'auteur donne la description de l'implantation d'un banc d'essai à échelle réduite, d'un groupe de production d'énergie électrique utilisant un alternateur à double excitation débitant à travers une ligne dans un réseau puissant. Les circuits d'excitation sont alimentés par des convertisseurs du type hacheur à IGBT, réversible en courant et en tension pour assurer la libre circulation des courants inducteurs. Le banc d'essai est instrumenté et le contrôle géré en temps réel au moyen de Dspace associé à Matlab/Simulink. Les schémas de contrôle théoriques et réels sont présentés. Les signaux de mesures et de commande doivent être filtrés et l'auteur fait une comparaison pratique entre deux modes de pilotage des convertisseurs. Parallèlement à cette expérimentation, une étude théorique par simulation sur le logiciel Saber est faite, en vue d'étudier le comportement du système décrit précédemment et donc de simuler le comportement global y compris des ponts à IGBT. Ceci nécessite une mise en équation de l'application et la transcription compatible avec le logiciel Saber. La simulation permet une validation du fonctionnement de l'alternateur à double excitation en absorption ou fourniture de puissance réactive. Il faut noter la difficulté d'identification des paramètres transitoires de la machine. L'étude a été menée en grandeurs réduites pour permettre une généralisation. Une étude expérimentale expose dans le plan des puissances active et réactive, une évolution duy Critical Clearing Time (CCT), afin de déterminer les performances de l'alternateur associé à son mode de contrôle, suite à un défaut triphasé. Les premières conclusions montrent une amélioration très nette par rapport à une machine classique
The quality of an electrical supply network imposes the maintenance of stability during disturbed operations. The consumption of the reactive power created by the lines, during hollow of load is a factor of instability, all the more important that the lines are longer. A generator provided with a second inductor winding shifted in space, makes it possible to absorb an important reactive power all while maintaining stability. Studies showed that this solution was viable, for networks of which the lengths of lines are consequent, like the network in Russia. Since the beginning of the Eighties, the Soviet ex-Union was interested in operation of this generator called double excitation. Prototypes were built in the power station of Burchtinskaya. A collaboration between Russia and France, made it possible to improve the mode of control. Work of this memory is associated with this collaboration. The author gives the description of the test bench at a reduced scale, of a group of production of electrical energy using a generator with double excitation connected through a line to a powerful network. IGBT converters of chopper type, reversible in current and voltage feed the field circuits. The test bench is instrumented and controls are managed in real time by means of Dspace associated with Matlab/Simulink. The theoretical and real diagrams of control are presented. Inputs and outputs must be filtered and the author makes also a practical comparison between two modes of piloting the converters. Parallel to this experimentation, a theoretical study by simulation on the Saber software is made, in order to study the behaviour of the system described previously and thus to simulate the total test bench including bridges with IGBT. This requires a setting in equation of the application and a transcription compatible with the Saber software. Simulation allows a validation of the running of the double excitation generator in consumption or supply of reactive power. It must be noticed the difficulty of identification of the parameters of the machine. The study has been carried out in per unit values to allow a generalisation. An experimental study traduces in the active and reactive powers plan, the evolution of the Critical Clearing Time (CCT) following a three-phased short circuit, in order to determine the performances of the generator and its control. The first conclusions show a very clear improvement of stability compared to a classical synchronous machine

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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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Marin, Ceballos David Humberto. "Intégration des éoliennes dans les réseaux électriques insulaires." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2009. http://www.theses.fr/2009ECLI0004/document.

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Abstract:

Les îles sont à priori des lieux propices au développement de l’énergie éolienne. En premier lieu les coûts de production des moyens conventionnels sont plus élevés que sur les réseaux interconnectés. En deuxième lieu, il subsiste un potentiel éolien important à exploiter dans ces régions. Enfin, les éoliennes permettent de réduire la dépendance énergétique vis-à-vis de produits fossiles, de respecter les engagements en regard du protocole de Kyoto et d’assurer l’approvisionnement électrique futur de ces zones en pleine croissance.Il est donc logique que l’énergie éolienne soit actuellement en pleine croissance dans les réseaux insulaires. Ce phénomène inquiète les gestionnaires de ces réseaux car cette production est très différente de celles des sources conventionnelles. En plus, ces réseaux pourraient atteindre des niveaux de pénétration éolienne important très rapidement, compte tenu de leur faible taille. Or les réseaux insulaires sont plus fragiles que les réseaux interconnectés et l’insertion massive d’éoliennes s’accompagne de caractéristiques particulières pouvant dégrader le fonctionnement du système électrique.L’étude présentée dans ce mémoire a été réalisée afin d’analyser l’impact de l’augmentation de la production éolienne dans les réseaux insulaires et de proposer des solutions permettant le développement de ce moyen de production dans ces régions. Pour cela, plusieurs stratégies de contrôle ont été présentées. D’une part, deux stratégies de commande de la puissance réactive échangée entre les parcs éoliens et le réseau ont été comparées, afin de minimiser l’augmentation du niveau de tension dans les réseaux de distribution avec forte pénétration éolienne. D’autre part, deux stratégies de commande ont été implémentées en vue de faire participer la production éolienne au réglage de fréquence.Les stratégies de commande ont été implémentées sur Matlab-Simulink puis validées sur EUROSTAG. Elles ont été évaluées d’abord dans un réseau simplifié afin d’étudier plus précisément et de manière systématique l’influence du choix et du paramétrage de la commande sur le comportement dynamique d’un réseau faible. Puis, elles ont été étendues au cas de figure du réseau de distribution du Mont-Dore en Nouvelle Calédonie et du réseau de Guadeloupe
Islands are favourable places to the development of wind energy. Firstly, the production costs of the conventional generation are higher than on the interconnected grids. Secondly, there is an important wind potential in these regions. Finally, the wind energy makes possible to reduce the energy dependence of fossil products, to respect the Kyoto protocol and to ensure the future electricity supply of these regions with sustained growth.Currently, wind energy is fast-growing in the islands grids. This growth worries the grid operators because this production is very different from the conventional sources. Moreover, these grids could reach very quickly a high levels wind penetration because their low size. However, the insular grids are weak grids compare to the inter-connected grids. In this kind of grids, the massive insertion of wind turbines is accompanied by particular characteristics which might damage operation of the electric system. The present study was carried out in order to analyze the impact on increase wind energy penetration in the insular grids and to propose solutions allowing the development of this energy sources in these areas. In this respect, several strategies of control were proposed. Firstly, two control strategies of the reactive power exchanged by the wind farms with the grids were compared, in order to minimize the voltage increasing in the distribution grids with strong wind penetration. Secondly, two control strategies were implemented in order to regulate the grid frequency through wind turbines. The control strategies were implemented on Matlab-Simulink then validated on EUROSTAG. Initially, they were evaluated in a simplified network in order to study more precisely and in a systematic way the influence of the choice and parameter settings of control in the dynamic behaviour of a weak grid. Then, they were extended to the distribution grid of Mont-Dore in New Caledonia and to the Guadeloupe electric grid

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Santiago, Junior Fernando Antonio. "La régulation du secteur électrique en France et au Brésil." Paris 1, 2007. http://www.theses.fr/2007PA010284.

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Abstract:

Après la vague de libéralisation qui a frappé le monde dernièrement, plusieurs pays ont entamé des réformes afin d'adapter leurs services publics à cette nouvelle donne. Dans ce cadre, des pays distincts, comme la France et le Brésil, ont ouvert leurs services publics à la concurrence et élaboré un cadre juridique nouveau pour régir le fonctionnement de ces derniers. Or, les nouveaux cadres juridiques qui ont été instaurés en France et au Brésil ont bouleversé la façon dont le secteur électrique était structuré da,ns ces deux pays. Si jadis ledit secteur était égencé comme un ensemble verticlment intégré, il est aujourd'hui fragmenté. Il se compose dorénavant de plusieurs activités comme la production, le transport, la distribution et le commerce d'électricité ; chacune régie par des règles qui leur sont propres. Le marché électrique est désormais surveillé par de nouvelles autorités publiques distinctes de celles de naguère, s'affirmant comme indépendantes du pouvoir exécutif et des opérateurs de marché. C'est pourquoi la présente étude s'intéresse, dans un premier temps, aux aspects juridiques du fonctionnement du secteur électrique français et brésilien, pour s'attacher, dans un second temps, à l'analyse des autorités de régulation de ces deux marchés nationaux : la Commission de régulation de l'énergie - CRE - et l'Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL. Cette analyse doit tendre à éclairer le sens que revêt le mot «régulation», dans son acception juridique, lorsqu'il est appliqué au secteur électrique français et brésilien.

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Chebel-Horstmann, Nadia. "Le régime juridique de l'accès aux réseaux électriques en France." Paris 2, 2004. https://acces-distant.sciences-po.fr/http/www.harmatheque.com/ebook/la-regulation-du-marche-de-l-electricite-concurrence-et-acces-aux-reseaux.

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Passelergue, Jean-Christophe. "Interactions des dispositifs FACTS dans les grands réseaux électriques." Phd thesis, Grenoble INPG, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00823351.

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Abstract:

L'augmentation des transits de puissance dans les réseaux d'énergie électrique ainsi que les contraintes environnementales ont conduit à l'introduction des dispositifs FACTS (Flexible AC Transmission Systems) pour l'amélioration de l'exploitation des réseaux. Ces dispositifs sont capables de remplir diverses fonctions comme le maintien de la tension, le contrôle des flux de puissance, l'amélioration de la stabilité du réseau, l'augmentation de la puissance transmissible maximale, etc. De plus, grâce à leur temps de réponse rapide, ils sont apparus comme des outils efficaces pour l'amortissement des oscillations électromécaniques très basses fréquences. Cette nouvelle fonction des dispositifs FACTS est d'autant plus importante que les réseaux mondiaux sont de plus en plus interconnectés, donc sensibles aux oscillations électromécaniques inter-régions. Cependant, le recours à de nombreux dispositifs FACTS dans un réseau nécessite d'étudier attentivement les éventuels problèmes d'interaction de régulation des dispositifs FACTS entre eux, mais aussi avec les autres éléments du réseau. Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse traite des phénomènes dynamiques liés aux problèmes d'interaction résultant de l'insertion d'un ou plusieurs dispositifs FACTS shunt. Des indices de sensibilité et d'influence sont définis depuis les concepts de commandabilité et d'observabilité respectivement afin de prévoir l'importance des phénomènes d'interaction liés à l'insertion d'un dispositif FACTS et d'identifier les zones d'influence du dispositif FACTS. Ces indices sont appliqués à un réseau test 2 zones 4 machines et à un réseau réel simplifié 29 machines. Deux méthodes de coordination (méthode de type " minimax " et méthode linéaire quadratique décentralisée) sont mises en œuvre pour coordonner les dispositifs FACTS entre eux et avec les stabilisateurs de puissance (PSS - Power System Stabilizer) dans le réseau test 2 zones 4 machines.

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Straub, Clémentine. "Gestion des congestions et prise de décision dans les réseaux électriques maillés en utilisant des batteries électriques." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASG013.

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Abstract:

Le paysage de la production électrique connaît aujourd’hui une modification profonde du fait du plein essor des énergies renouvelables. La partie de la production qui est caractérisée comme intermittente et éparse sur les réseaux est de plus en plus présente et crée de nouvelles contraintes de saturation des réseaux électriques de transport, nommées congestions. Dans ce contexte, les batteries reçoivent un intérêt croissant pour leur potentiel dans la gestion des congestions. Le travail de thèse décrit dans ce manuscrit porte sur la conception d’algorithmes utilisant la flexibilité des batteries pour résoudre des congestions sur les réseaux électriques maillés. La stratégie de contrôle présentée mêle action des batteries et limitation de production renouvelable pour une résolution locale de congestions. Le contrôle est décomposé en deux niveaux : un niveau haut, de planification, et un niveau bas, pour la gestion temps réel des congestions. Le niveau bas utilise le formalisme de la commande prédictive et permet de prendre en compte des retards sur les actions de contrôle. Le niveau haut possède un rôle de planification des trajectoires des batteries venant en appui du niveau bas et est constitué par une optimisation haut niveau définissant les capacités des batteries nécessaires à la résolution en temps réel des congestions et celles résiduelles. Ce niveau permet ainsi de définir un cadre multi-service pour les batteries dans lequel les capacités résiduelles peuvent être offertes à d’autres acteurs ou services du marché électrique. Les algorithmes développés sont appliqués à un projet mené par le Réseau de Transport d’Electricité français (RTE) : le projet RINGO. Ce projet est un démonstrateur expérimental dont le but est de valider l’introduction de stockage de grande capacité sur les réseaux d’électricité comme une solution aux congestions
Power generation has been undergoing a radical change due to the expansion of renewable energies. The part of the generation which can be characterised as intermittent and scarce is increasing in importance and is creating new overload constraints on electrical grids called congestions. In this context, batteries are gaining a growing attention for their potential in congestion management. The thesis work contained in this manuscript deals with the conception of new algorithms relying on batteries to solve congestions on meshed electrical grid. The presented control strategy mingle batteries actions and renewable curtailment. The control is based on two levels. The upper level relates to planification and the lower level is dedicated to real-time congestion management. The lower level is developped using Model Predictive Control and provides a framework to take into account delays on control actions. The upper level covers the batteries trajectories planning, supports the lower level and defines batteries capacity used for real-time congestion management and the residual capacities of these batteries. This level can thus be used to define a multi-service framework for batteries. The residual capacities can be offered to other actors or services of the electrical market.The developped algorithms are implemented on a project conducted by the french Transmission System Operator (RTE) : the RINGO Project. This project is a demonstrator program whose aim is to validate large capacity storage as a solution to congestions

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Xu, Jianhong. "Filtrage actif parallèle des harmoniques des réseaux de distribution d'électricité." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1994_XU_J.pdf.

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Abstract:

Le but de cette thèse est d'étudier un nouveau dispositif de filtrage des harmoniques des réseaux le filtre actif. Elle présente donc dans un premier temps les perturbations harmoniques des réseaux et les méthodes classiques de filtrage. Dans un deuxième temps, les deux principales structures de filtre actif sont analysées et la structure tension est retenue pour nos recherches. Nous avons ensuite développé les principes de commande des filtres actifs à structure tension dont la régulation de courant par hystérésis et par MLI à échantillonnage naturel est étudiée. À la suite de cette étude théorique, nous avons développé un logiciel de simulation d'un système comprenant le réseau, le filtre actif et la charge polluante. Cette simulation permet de mettre en évidence de façon plus précise l'efficacité du filtre actif et l'influence des caractéristiques du réseau et celles de la charge polluante sur la qualité de compensation d'harmoniques. Enfin, afin de confirmer les études théoriques, nous avons mis au point une maquette monophasée à puissance réduite. Les résultats expérimentaux obtenus sont présentés et discutés

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Leclercq, Ludovic. "Apport du stockage inertiel associé à des éoliennes dans un réseau électrique en vue d'assurer des services systèmes." Lille 1, 2004. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/c9b51000-1e3c-44ac-9333-ca1a8d18965c.

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Abstract:

Afin d'accroître le taux de pénétration des éoliennes dans les réseaux électriques, leur capacité à participer aux services systèmes en leur associant un système de stockage inertiel est investiguée. Dans le cas d'éoliennes à vitesse fixe, le stockage inertiel connecté au réseau alternatif permet d'atténuer les variations de la puissance restituée au réseau électrique. Dans le cas d'éoliennes à vitesse variable, la connexion du stockage inertiel à la génératrice éolienne est réalisée au niveau d'un bus de tension continue, par l'intermédiaire de convertisseurs de puissance. Afin d'évaluer la capacité des éoliennes à vitesse variable à assurer des services systèmes, un dispositif de génération capable d'alimenter des charges isolées ou d'être intégré à un réseau alimenté par des alternateurs classiques est considéré. Ces contraintes supposent un générateur fonctionnant sans source auxiliaire, participant à l'équilibre consommation production et capable de régler la tension.

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Roboam, Xavier. "Variateur de vitesse pour machine asynchrone : développement de lois de commande robustes : contr^ole de la vitesse sans capteur mécanique." Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT051H.

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Abstract:

Dans ce travail, l'auteur definit la strategie de commande complete d'un variateur de vitesse pour machine asynchrone. Ce dispositif est bati autour d'un cahier des charges industriel, specifiant l'absence de capteur mecanique (vitesse, position). A partir de l'unique information fournie, constituee de deux courants de ligne, l'auteur etablit un ensemble de lois de commande dont la robustesse est le caractere principal. Le manque d'information necessite la reconstitution indirecte des grandeurs fondamentales de la machine asynchrone (flux, couple, vitesse). Le controle du courant, avec une alimentation par onduleur de tension mli, permet de reduire le modele au second ordre. Ceci permet de mettre en uvre une structure d'observation du flux rotorique simple, dont le comportement vis-a-vis de multiples perturbations s'avere tres robuste. Deux estimateurs de couple et de vitesse sont associes a l'observateur de flux, de maniere a assurer le controle de la vitesse sur une plage de frequence etendue. Ces travaux donnent lieu a la realisation d'un variateur prototype, avec implantation de la strategie de commande sur microcontroleurs intel 80c196kb

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Urrego, Agudelo Lilliam. "A novel method for the Approximation of risk of Blackout in operational conditions." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1071/document.

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Abstract:

L'industrie de l'électricité peut être caractérisée par plusieurs risques: la réglementation, la capacité, l'erreur humaine, etc. L'un des aspects les plus remarquables, en raison de leur impact, est lié à ne pas répondre à la demande (DNS).Pour éviter les défaillances en cascade, des critères déterministes comme la N-1 ont été appliquées, ce qui permet d'éviter la défaillance initial. Après une défaillance en cascade, des efforts considérables doivent être faits pour analyser les défauts afin de minimiser la possibilité d'un événement similaire.En dépit de tous ces efforts, des blackouts peuvent encore se produire. En effet, il est un défi, en raison du grand nombre d'interactions possibles et de leur diversité et complexité, pour obtenir une bonne prédiction d'une situation.Dans notre travail, une nouvelle méthodologie est proposée pour estimer le risque de blackout en utilisant des modèles de systèmes complexes. Cette approche est basée sur l'utilisation de variables qui peuvent être des précurseurs d'un événement DNS. Il est basé sur l'étude de la dépendance ou de corrélation entre les variables impliquées dans le risque de blackout, et la caractéristique d’auto-organisation critique (SOC) des systèmes complexes.La VaR est calculé en utilisant les données du système colombien et le coût du rationnement, y compris les variables économiques dans les variables techniques. Traditionnellement le risque augmente avec la racine carrée du temps, mais avec des séries de données que présente un comportement complexe, le taux de croissance est plus élevé.Une fois que les conditions de SOC sont déterminées, un Model de Flux de Puissance Statistique SPFM a été exécuté pour simuler le comportement du système et de ses variables pour les performances du système électrique. Les simulations ont été comparées aux résultats du comportement de fonctionnement réel du système de puissance électrique.Le flux de puissance DC est un modèle simplifié, ce qui représente le phénomène complexe de façon simple, néglige cependant certains aspects des événements de fonctionnement du système qui peut se produire dans les blackouts. La représentation des défaillances en cascade et de l'évolution du réseau électrique dans un modèle simple, permet l'analyse des relations temporaires dans l'exploitation des réseaux électriques, en plus de l'interaction entre la fiabilité à court terme et à long terme (avec un réseau d'amélioration). Cette méthodologie est axée sur la planification opérationnelle du lendemain (jour d'avance sur le marché), mais il peut être appliqué à d'autres échelles de temps.Les résultats montrent que le comportement complexe avec une loi de puissance et l'indice de Hurst est supérieur à 0,5. Les simulations basées sur notre modèle ont le même comportement que le comportement réel du système.En utilisant la théorie de la complexité, les conditions SOC doivent être mis en place pour le marché analysé du lendemain. Ensuite, une simulation inverse est exécutée, où le point final de la simulation est la situation actuelle du système, et permet au système d'évoluer et de répondre aux conditions requises par la caractéristique d’auto-organisation critique en un point de fonctionnement souhaité.Après avoir simulé le critère de fiabilité utilisé dans l’exploitation du système électrique pour les défaillances en cascade, ils sont validés par des défaillances historiques obtenues à partir du système électrique. Ces résultats, permettent l'identification des lignes avec la plus grande probabilité de défaillance, la séquence des événements associés, et quelles simulations d'actions d’exploitation ou d'expansion, peuvent réduire le risque de défaillance du réseau de transmission.Les possibles avantages attendus pour le réseau électrique sont l'évaluation appropriée du risque du réseau, l'augmentation de la fiabilité du système, et un progrès de la planification du risque du lendemain et connaissance de la situation
The electricity industry can be characterized by several risks: regulatory, adequacy, human error, etc. One of the most outstanding aspects, because of their impact, is related to not supply demand (DNS).To prevent cascading failures, particularly in reliability studies, determinist criteria were applied, such as N-1, which allows to avoid the initial event of failure in the planning and operation of the system. In general, analysis tools for these preventive actions are applied separately for the planning and for the system operation of an electric power. After a cascading failure, considerable efforts must be done to analyze faults to minimize the possibility of a similar event.In spite of all these efforts, blackouts or large cascading failures still happen, although events are considered to be rare due to the efforts of the industry. Indeed, it is a challenge from the point of view of analysis and simulation, due to the large number of possible interactions and their diversity and complexity, to obtain a good prediction of a situation.In our work, a new methodology is proposed to estimate the blackout risk using complex systems models. This approach is based on the use of variables that can be precursors of a DNS event. In other terms, it is based on the study of the dependence or correlation between the variables involved in the blackout risk, and the self organized critically (SOC) property of complex systems.VaR is calculate using the data from the Colombian system and the cost of rationing, for estimate the cost of blackout including economic variables into the technical variables. In addition, traditionally the risk grows with the root square of the time, but with data series than has complex behavior, the rate of growing is higher.Once the SOC conditions are determined, a Statistical Power Flow Model SPFM was executed to simulate the behavior of the system and its variables for the performance of the electrical system. Simulations results were compared to the real operation behavior of the electrical power system.The DC power flow is a simplified model, which represents the complex phenomenon in a simple way, however neglects some aspects of the events of operation of the system that can happen in blackouts. The representation of cascading failures and evolution of the network in a simple model allows the analysis of the temporary relations in the operation of electrical networks, besides the interaction between reliability of short-term and long-term (with improvements network).. This methodology is focused on the operational planning of the following day (day ahead market), but it can be applied to other time scales.The results show that the complex behavior with a power law and the Hurst index is greater than 0.5. The simulations based on our model have the same behavior as the real behavior of the system.For using the complexity theory, the SOC conditions must be established for the day ahead analyzed market. Then an inverse simulation is executed, where the endpoint of the simulation is the current situation of the system, and allows the system to evolve and meet the requisites of criticality auto-organized in a desired point of operation.After simulating the criterion of reliability used in the operation of the electrical system for cascading failures, they are validated by historical failures obtained from the electrical system. These results, allow the identification of lines with the biggest probability to fail, the sequence of associate events, and what simulations of actions of operation or expansion, can reduce the risk of failures of the transmission network.The possible advantage expected for the electrical network are the appropriate evaluation of the risk of the network, the increase the reliability of the system (probabilistic analysis), and a progress of the planning of the risk of the day ahead (holistic analysis) and situational awareness

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Passelergue, Jean-Christophe. "Interactions des dispositifs FACTS dans les grands réseaux électriques." Phd thesis, Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0148.

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Abstract:

L'augmentation des transits de puissance dans les réseaux d'énergie électrique ainsi que les contraintes environnementales ont conduit à l'introduction des dispositifs FACTS (Flexible AC Transmission Systems) pour l'amélioration de l'exploitation des réseaux. Ces dispositifs sont capables de remplir diverses fonctions comme le maintien de la tension, le contrôle des flux de puissance, l'amélioration de la stabilité du réseau, l'augmentation de la puissance transmissible maximale, etc. De plus, grâce à leur temps de réponse rapide, ils sont apparus comme des outils efficaces pour l'amortissement des oscillations électromécaniques très basses fréquences. Cette nouvelle fonction des dispositifs FACTS est d'autant plus importante que les réseaux mondiaux sont de plus en plus interconnectés, donc sensibles aux oscillations électromécaniques inter-régions. Cependant, le recours à de nombreux dispositifs FACTS dans un réseau nécessite d'étudier attentivement les éventuels problèmes d'interaction de régulation des dispositifs FACTS entre eux, mais aussi avec les autres éléments du réseau. Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse traite des phénomènes dynamiques liés aux problèmes d'interaction résultant de l'insertion d'un ou plusieurs dispositifs FACTS shunt. Des indices de sensibilité et d'influence sont définis depuis les concepts de commandabilité et d'observabilité respectivement afin de prévoir l'importance des phénomènes d'interaction liés à l'insertion d'un dispositif FACTS et d'identifier les zones d'influence du dispositif FACTS. Ces indices sont appliqués à un réseau test 2 zones 4 machines et à un réseau réel simplifié 29 machines. Deux méthodes de coordination (méthode de type " minimax " et méthode linéaire quadratique décentralisée) sont mises en œuvre pour coordonner les dispositifs FACTS entre eux et avec les stabilisateurs de puissance (PSS - Power System Stabilizer) dans le réseau test 2 zones 4 machines
Power fiow increase and environmental constraints in power Systems hâve led to FACTS (Flexible AC Transmission Systems) devices insertion in order to improve the power System exploitation. Thèse devices are able to cany out some funétions such as the voltage support, the power transfer control and the increase of power transfer capability. Moreover, due to their fast response time, they are an efficient tool for damping low frequency oscillations. This new FACTS devices application is important as power Systems are more and more interconnected and thereby more sensitive to inter-area eîectromechanical oscillations. However, the recourse to several FACTS devices in a power System requires the careful study of the possible controller interaction phenomena between FACTS devices and with others system éléments. This thesis deals with the analysis and resolution of dynamic phenomena due to interaction problems resulting from the insertion of one or several shunt FACTS devices. Sensitivity and influence indices are defined from the controllability and observability notions, respectively, in order to preview the interaction phenomena importance due to a FACTS device insertions and to identify the influence areas of a FACTS device. Thèse indices are applied to a two-area four-machine test system and to a simplified real 29-machine power system. Two coordination methods (" minimax " method and decentralized linear quadratic method) are used to coordinate the FACTS devices themselves and a FACTS device and PSS (Power System Stabilizer) in the two-area four-machine test system

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Qoria, Taoufik. "Nouvelles lois de contrôle pour former des réseaux de transport avec 100% d’électronique de puissance." Thesis, Paris, HESAM, 2020. http://www.theses.fr/2020HESAE041.

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Abstract:

Le développement rapide de la production d'énergie renouvelable intermittente et des liaisons HVDC entraîne une augmentation importante du taux de pénétration des convertisseurs statiques dans les réseaux de transport. Aujourd'hui, les convertisseurs statiques ont pour fonction principale d'injecter une puissance dans le réseau tout en s'appuyant sur des machines synchrones qui garantissent tous les besoins du système électrique. Ce mode de fonctionnement est appelé «Grid-following». Les convertisseurs contrôlés en Grid-following ont plusieurs limitations: leur incapacité à fonctionner en mode autonome, leurs problèmes de stabilité dans des réseaux faibles et en cas de défaut ainsi que leur effet négatif sur l'inertie équivalent du système. Pour relever ces défis, le contrôle en Grid-forming est une bonne solution pour répondre aux besoins du système électrique et permettre un fonctionnement stable et sûr du système même avec un taux de pénétration des convertisseurs statique de 100%. Tout d'abord, trois stratégies de contrôle en Grid-forming sont proposées pour garantir quatre fonctionnalités principales: contrôle de tension, contrôle de puissance, émulation d'inertie et le support de la fréquence. La dynamique et la robustesse du système basées sur chaque contrôle ont été analysées et discutées. Ensuite, selon la topologie du convertisseur, la connexion avec le réseau AC peut nécessiter des filtres et des boucles de contrôle supplémentaires. Dans le cadre de cette thèse, deux topologies de convertisseur ont été envisagées (VSC à 2-niveaux et VSC-MMC) et l'implémentation associée à chacune a été discutée. Enfin, les questions de la protection des convertisseurs Grid-forming contre les surintensités et leur synchronisation post-défaut ont été étudiées, puis, des algorithmes de limitation de courant et de resynchronisation ont été proposés pour améliorer la stabilité transitoire du système. Un banc d'essai a été développé pour confirmer les approches théoriques proposées
The rapid development of intermittent renewable generation and HVDC links yields an important increase of the penetration rate of power electronic converters in the transmission systems. Today, power converters have the main function of injecting power into the main grid, while relying on synchronous machines that guaranty all system needs. This operation mode of power converters is called "Grid-following". Grid-following converters have several limitations: their inability to operate in a standalone mode, their stability issues under weak-grids and faulty conditions and their negative side effect on the system inertia.To meet these challenges, the grid-forming control is a good solution to respond to the system needs and allow a stable and safe operation of power system with high penetration rate of power electronic converters, up to a 100%. Firstly, three grid-forming control strategies are proposed to guarantee four main features: voltage control, power control, inertia emulation and frequency support. The system dynamics and robustness based on each control have been analyzed and discussed. Then, depending on the converter topology, the connection with the AC grid may require additional filters and control loops. In this thesis, two converter topologies have been considered (2-Level VSC and VSC-MMC) and the implementation associated with each one has been discussed. Finally, the questions of the grid-forming converters protection against overcurrent and their post-fault synchronization have been investigated, and then a hybrid current limitation and resynchronization algorithms have been proposed to enhance the transient stability of the system. At the end, an experimental test bench has been developed to confirm the theoretical approach

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Bridier, Laurent. "Modélisation et optimisation d'un système de stockage couplé à une production électrique renouvelable intermittente." Thesis, La Réunion, 2016. http://www.theses.fr/2016LARE0038/document.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est la gestion et le dimensionnement optimaux d'un Système de Stockage d'Énergie (SSE) couplé à une production d'électricité issue d'Énergies Renouvelables Intermittentes (EnRI). Dans un premier temps, un modèle technico-économique du système SSE-EnRI est développé, associé à trois scénarios types d'injection de puissance au réseau électrique : lissage horaire basé sur la prévision J-1 (S1), puissance garantie (S2) et combiné (S3). Ce modèle est traduit sous la forme d'un programme d'optimisation non linéaire de grande taille. Dans un deuxième temps, les stratégies heuristiques élaborées conduisent à une gestion optimisée - selon les critères de fiabilité, de productivité, d'efficacité et de profitabilité du système - de la production d'énergie avec stockage, appelée “charge adaptative” (CA). Comparée à un modèle linéaire mixte en nombres entiers (MILP), cette gestion optimisée, applicable en conditions opérationnelles, conduit rapidement à des résultats proches de l'optimum. Enfin, la charge adaptative est utilisée dans le dimensionnement optimisé du SSE - pour chacune des trois sources : éolien, houle, solaire (PV). La capacité minimale permettant de respecter le scénario avec un taux de défaillance et des tarifs de revente de l'énergie viables ainsi que les énergies conformes, perdues, manquantes correspondantes sont déterminées. Une analyse de sensibilité est menée montrant l'importance des rendements, de la qualité de prévision ainsi que la forte influence de l'hybridation des sources sur le dimensionnement technico-économique du SSE
This thesis aims at presenting an optimal management and sizing of an Energy Storage System (ESS) paired up with Intermittent Renewable Energy Sources (IReN). Firstly, wedeveloped a technico-economic model of the system which is associated with three typical scenarios of utility grid power supply: hourly smoothing based on a one-day-ahead forecast (S1), guaranteed power supply (S2) and combined scenarios (S3). This model takes the form of a large-scale non-linear optimization program. Secondly, four heuristic strategies are assessed and lead to an optimized management of the power output with storage according to the reliability, productivity, efficiency and profitability criteria. This ESS optimized management is called “Adaptive Storage Operation” (ASO). When compared to a mixed integer linear program (MILP), this optimized operation that is practicable under operational conditions gives rapidly near-optimal results. Finally, we use the ASO in ESS optimal sizing for each renewable energy: wind, wave and solar (PV). We determine the minimal sizing that complies with each scenario, by inferring the failure rate, the viable feed-in tariff of the energy, and the corresponding compliant, lost or missing energies. We also perform sensitivity analysis which highlights the importance of the ESS efficiency and of the forecasting accuracy and the strong influence of the hybridization of renewables on ESS technico-economic sizing

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Rokrok, Ebrahim. "Controle en grid forming pour les convertisseurs d'électronique de puissance : application aux liaisons courant continus de Haute Tension (HVDC)." Electronic Thesis or Diss., Centrale Lille Institut, 2022. http://www.theses.fr/2022CLIL0012.

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Abstract:

Le développement rapide d’équipements raccordés sur les réseaux électriques avec des convertisseurs électroniques de puissance tels que les générateurs à base d‘énergie renouvelable et les liaisons de transmission sous haute tension continue entraîne un changement profond dans la physique même du système électrique. Aujourd'hui, les convertisseurs de puissance ont pour fonction principale d'injecter de l'énergie dans le réseau électrique, ce dernier s'appuyant sur des machines synchrones pour assurer tous les besoins nécessaires au fonctionnement et à la conduite du système électrique (par exemple, les services auxiliaires, la fourniture de réserve inertielle énergétique et de réserves dynamiques et fiables de puissance). Ce mode de fonctionnement des convertisseurs de puissance est appelé "grid-following" car suivant la tension alternative imposée au point de raccordement. Il présente plusieurs limitations, telles que : l'incapacité de fonctionner en mode autonome, des problèmes de stabilité dans des réseaux faibles et des fonctionnements défectueux, ainsi que des effets secondaires négatifs sur l'inertie du système. Pour relever ces défis, une alternative est de contrôler le convertisseur électronique de puissance pour générer et contrôler lui-même cette tension alternative. Dans cette thèse, une description fondamentale de cette commande en grid-forming est présentée avec une approche de modélisation quasi-statique simplifiée permettant de concevoir une régulation de la puissance active échangée avec le réseau AC. Plusieurs variantes de cette stratégie de contrôle sont mises en évidence et présentent des différences en termes de comportement dynamique sur la puissance active, de capacité d'émulation d'une réserve énergétique inertielle et de prise en charge de la fréquence du système. Les variantes sont ensuite classées en fonction de leurs capacités et fonctionnalités. Ces stratégies de commande ont été implémentées pour un convertisseur à 2 niveaux. Suivant une analyse de stabilité dite « petits signaux », la robustesse et leur capacité à fonctionner sur un réseau faible sont démontrées. De plus, les services auxiliaires tels que la réponse inertielle et le support au contrôle de la fréquence sont fournis de manière appropriée au réseau AC. Les questions de la protection contre les surintensités et de la synchronisation après défaut (tout en tenant compte de la limitation de courant) sont étudiées et une nouvelle méthode est proposée pour améliorer la stabilité transitoire du système électrique. Les résultats obtenus sont ensuite généralisés à une topologie de convertisseur multi-niveaux modulaire (MMC) avec succès. Avec cette commande, la fourniture d’une réserve inertielle est particulièrement intéressante pour gérer les transferts de puissance à l’interconnexion d’un réseau continu haute tension avec le réseau alternatif de transport d’électricité. La dernière partie de cette thèse évalue les performances dynamiques d'une liaison HVDC interconnectant deux réseaux AC et met en évidence la stratégie et les exigences appropriées pour la fourniture de réserve inertielle
The rapid development of converter-based devices such as converter-interfaced renewable generations and high-voltage direct-current (HVDC) transmission links is causing a profound change into the very physics of the power system. In this scenario, the power generation is shifted from the pollutant synchronous generators based on nuclear or fossil fuels to converter-based renewable resources. The modeling, control, and stability of the power converters are now one of the focuses of attention for researchers. Today, power converters have the main function of injecting power into the utility grid, while relying on synchronous machines that ensure all system needs (e.g., ancillary services, provision of inertia and reliable power reserves). This operation mode of power converters is called "Grid-following". Grid-following converters have several limitations, such as: inability to operate in a standalone mode, stability issues under weak grids and faulty conditions and also, negative side effect on the system inertia. To tackle these challenges, the grid-forming control as an alternative has shown its appropriate performance that could make this kind of control a promising solution to respond to the system needs and to allow a stable and safe operation of power system with high penetration rate of power electronic converters. In this thesis, a fundamental description of grid-forming control with a simplified quasi-static modeling approach aiming to regulate the converter active power by a voltage source behavior is presented. From the description, several variants of grid-forming strategies are identified that represent some differences in terms of active power dynamic behavior, inertia emulation capability and system frequency support. Hence, the presented grid-forming variants are then classified according to their capabilities/functionalities. From the small-signal stability and robustness point of view, the studied grid-forming controls, which are implemented to a 2-level VSC at first, show their ability to operate under very weak grid conditions. Moreover, the ancillary services such as inertial response and frequency support are appropriately provided to the AC grid. The questions of the grid-forming converters protection against overcurrent and their post-fault synchronization while considering the current limitation are investigated and a new method is proposed to enhance the transient stability of the system. All the obtained results are then extended to a modular multi-level converter (MMC) topology successfully. The use of a grid forming control in an HVDC converter is interesting for the grid to which it is connected due to the inertial effect that can be induced. Therefore, the final part of this thesis evaluates the dynamic performance of an HVDC link interconnecting two AC grids and highlights the proper strategy and requirements for inertia provision

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Karnib, Nour. "Application of Optimization in Regional Distribution Network Reconfiguration." Electronic Thesis or Diss., Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2025. http://www.theses.fr/2025ESMA0001.

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Abstract:

Dans le domaine de la recherche opérationnelle, le sujet de cette thèse consiste à optimiser les réseaux électriques (en particulier les réseaux de distribution) en termes de pertes de puissance. Le principal problème abordé est le problème de la reconfiguration des réseaux de distribution (DNR) et plusieurs variations de ce problème. Le problème DNR est largement étudié dans la littérature et constitue une approche efficace pour les gestionnaires de réseaux de distribution (DSO) afin d’optimiser leurs réseaux en termes de perte de puissance due à la chaleur Joule. Avec la forte intégration de la production distribuée(production décentralisée), la reconfiguration du schéma d’exploitation du réseau devient cruciale pour améliorer l’économie de ces GRD. Le modèle d’optimisation consiste en un problème de programmation quadratique en nombres entiers mixtes (MIQP), où le réseau de distribution est représenté sous la forme d’un graphe, qui sert d’entrée à ce MIQP. Les variables binaires sont l’état de chaque interrupteur (1 ou 0)et les variables continues représentent les flux dans chaque ligne. La fonction objective est la somme des pertes de puissance pour la configuration sélectionnée par le solveur. Cette thèse réduit d’abord le temps de calcul du solveur lorsque les charges et les générations considérées sont statiques (à un seul moment dans le temps). Elle propose une méthode de réduction du réseau, où le graphe d’entrée du MIQP est réduit pour diminuer l’espace de recherche de la solution pour le solveur. Dans le même but, une méthode d’élimination des commutateurs à faible impact est proposée et testée sur un réseau d’agences SRD. Cette méthode consiste à proposer un ensemble de points de fonctionnement pour les coefficients de charge et de production sur l’ensemble du réseau, où le MIQP est lancé de manière séquentielle. Ensuite, les commutateurs à faible impact dans le MIQP sont fixés en tant que données, tandis que les commutateurs les plus importants restent en tant que variables. Les résultats ont montré que la méthode proposée améliorait considérablement le temps de calcul, le rendant environ 177 fois plus rapide dans le cas d’un point de fonctionnement donné indépendant des points initiaux. Après ces tentatives de réduction du temps de calcul du solveur dans le cas statique, une généralisation est proposée, où l’objectif est d’optimiser les pertes de puissance sur un horizon temporel. On parle alors de reconfiguration multiple sous contraintes opérationnelles. Ensuite, le cas des reconfigurations libres est exploré, lorsqu’aucune contrainte opérationnelle n’est imposée. Ce cas permet au solveur de modifier la solution à chaque point dans le temps, mais cette approche se heurte à de nombreux obstacles technologiques et économiques. Enfin, dans le cas d’une forte intégration de la production, qu’aucune solution ne peut gérer, la réduction de la puissance est introduite pour réduire la puissance excédentaire et maintenir une solution réalisable
In the domain of operations research, this thesis’s subject consists of optimizing electrical networks (specifically, distribution networks) in terms of power losses. The main adressed problem is the Distribution Network Reconfiguration (DNR) problem and several variations of the problem. The DNR problem is widely studied in the literature and is an effective approach for Distribution System Operators (DSOs) to optimize their networks in terms of power loss due to Joule heat. With the high integration of distributed generation (decentralized generation), reconfiguring the network’s operation scheme becomes crucial to improving the economics for these DSOs. The optimization model consists of a Mixed Integer Quadratic Programming (MIQP) problem, where the distribution network is represented as a graph, which serves as an input for this MIQP. The binary variables consist of the state of each switch (1 or 0) along with the continuous variables representing the flows in each line. The objective function is the sum of power losses for the configuration selected by the solver. This thesis first reduces the solver’s computational time when the considered loads and generations are static (at one single point in time). It proposes a network reduction method, where the input graph in the MIQP is reduced to decrease the solution’s search space for the solver. With the same goal, a method for eliminating low-impact switches is proposed and tested on an SRD agency network. This method involves proposing a set of operating points for load and generation coefficients across the entire network, where the MIQP is launched sequentially. Then,the low-impact switches in the MIQP are fixed as data, while the most impactful switches remain as variables. The results showed that the proposed method greatly improved computational time, making it roughly 177 times faster in the case of a given operating point independent of the initial ones. After these attempts to reduce the solver’s computational time in the static case, a generalization is proposed, where the goal is to optimize power losses over a time horizon. This is referred to as multiple reconfiguration under operational constraints. Then, the case of free reconfigurations is explored, where no operational constraints are imposed. This case allows the solver to change the solution at each time point, but this approach faces many technological and economic barriers. Finally, in the case of high production integration, where no solution can handle it, power curtailment is introduced to curtail power in excess and maintain a feasible solution

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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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Andaluz-Alcàzar, Alvaro. "Choix d’investissement sous incertitude des gestionnaires des réseaux de distribution (GRD) en Europe à l’horizon 2030." Thesis, Paris 9, 2012. http://www.theses.fr/2012PA090042/document.

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Abstract:

La distribution reste le segment du secteur de l’électricité le moins étudié. Mais les débats s’animent autour d’elle depuis deux ou trois ans quant aux changements structurels possibles du fait notamment de l’émergence amorcée ou annoncée des smart technologies: ils pourraient en effet remettre en cause dans les prochaines années les modèles d’affaires actuels des GRD et leur mode de régulation. Mais de nombreuses incertitudes pèsent sur leurs choix d’investissements. La thèse vise à anticiper les évolutions des modèles d’affaires des GRD en Europe à l’horizon 2030 en tenant compte des paramètres technologiques, macroéconomiques et géographiques. Elle propose une vision théorique et analytique originale, en introduisant tout d’abord la notion de « technologies à potentiel naturel » pour étudier le développement optimal de différentes technologies par contexte géographique et par scénario de référence. A partir de ces résultats, elle définit alors différentes évolutions possibles des activités de la distribution. Le croisement de ces futurs avec les différentes stratégies d’investissement envisageables pour les GRD permet de définir les futurs modèles d’affaires des GRD européens en fonction des combinaisons de smart technologies déployées et des contextes géographiques contrastés. Dans sa dernière partie, la thèse s’intéresse tout particulièrement aux changements prévisibles dans la relation GRD / régulateur sectoriel via une formalisation par la théorie des jeux. Enfin, en s’appuyant notamment sur les études théoriques de Brian Arthur, la thèse identifie les différents effets lock-in qui pourraient entraver l’émergence des smart technologies et les solutions possibles
Distribution activities have been the least studied domain of the electricity sector; over the last few years though, strong debates emerged with regards to the future. Indeed, this activity might soon undergo some deep structural changes, particularly as smart technologies are deployed: theses technologies could strongly impact the current business cases of the DSOs, along with the regulation now in effect, at a time when numerous uncertainties weigh on the distributors choices of investments. This thesis investigates the distributors’ business models evolutions in Europe for the next 20 years, based on technological, macroeconomic and geographical parameters. It proposes an original approach, both theoretical and analytical, to better understand the future world of DSOs. At first, it introduces the notion of “technologies with natural potential” in order to study the optimal development of the different technologies, by geographical context and macroeconomic scenarios. From these results, it then defines various possible evolutions of the distribution activities. Crossing these futures with the various possible investment strategies for the DSOs makes it possible to define the future business models of the European DSOs, according to various combinations of smart technologies displayed and contrasted geographical contexts. In its last part, the thesis studies the predictable changes in the relation DSO / regulator, using a formalization based on the Games Theory; this work is complemented by identifying the different lock-in effects (using the approach described in Brian Arthur’s studies) that could hinder the emergence of smart technologies, and the possible solutions

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Durillon, Benoit. "ModAICSS : Modélisation de l’acceptation et de l’implication de producteurs et consommateurs d’énergie électrique en vue d’une stratégie de supervision énergétique multi-acteurs." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1I094.

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Abstract:

Les défis environnementaux auxquels nous sommes confrontés impliquent de consommer moins, plus efficacement, et de produire de manière moins impactante. D'un point de vue électrique, la gestion d'énergie dans les réseaux est un des points cruciaux pour atteindre la meilleure efficacité possible tout en augmentant la pénétration d'énergies renouvelables, garante d'une production moins polluante. L'ensemble des acteurs du réseau doit donc prendre part à l'équilibre du réseau, tout en ayant leurs sensibilités et contraintes respectées. Cette prise en compte des acteurs est en effet un gage d'acceptation et d'implication de ceux-ci. Ce travail se veut donc exploratoire, par la définition et la compréhension des acteurs du réseau électrique dans un premier temps, puis par la réflexion sur l'intégration de leurs profils dans un superviseur énergétique. Le génie électrique seul ne permettant pas de répondre entièrement à cette problématique, l'apport des sciences humaines et sociales a donc été sollicité. Cette thèse a donc un fort caractère interdisciplinaire, illustré par la coopération avec des chercheurs en sociologie et économie impliqués dans son encadrement. Le résultat de ces recherches est une méthodologie en 3 étapes, applicable à tous les acteurs du réseau. La première étape est la définition des profils d'acteurs. La deuxième est la première brique du superviseur énergétique, optimisant les productions/consommations la veille pour le lendemain. Enfin, la troisième étape est la partie temps réel du superviseur, ajustant au cours de la journée les productions/consommations. Cette thèse se décompose donc en deux parties distinctes: d'un côté la méthodologie présentant le détails des étapes et des approches choisies, et de l'autre l'application de cette méthode à un cas d'étude résidentiel
The environmental challenges we are currently facing require a drastic shifting in our way to consume: the new paradigm should be less, efficiently, and with the lowest possible impact on the environment. From the electric grid point of view, energy management is of particular interest to reach efficiency while increasing the penetration rate of renewable energy sources, thus ensuring an environmentally friendly production. To that end, all grid stakeholders must take part in the equilibrium, while having their sensitivities and constraints respected. This consideration of stakeholders objectives is indeed an important factor for their acceptance and their involvement. The novelty of this exploratory work is to be found in the definition and understanding of electrical grid stakeholders, and the integration of their profiles in an energy supervisor. As electrical engineering alone does not enable to grasp all the aspects of the problematic, the contribution of humanities and social sciences was introduced. Therefore the interdisciplinary dimension is strong, illustrated by the cooperation with sociology and economy researchers involved in the oversee of this research. The result is a 3-steps methodology applicable to each stakeholder of the grid. The first step is the definition and segmentation of stakeholder profiles. The second step is the first stage of the energy supervisor, optimizing the production and consumption a day ahead. Finally, the third step is the real time management of energy, adjusting the production and consumption during the day. This thesis is therefore divided into two distinct parts: on one side, the global methodology describing each step and the potential approaches, on the other hand, the use of this methodology on a residential case study

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Lu, Di. "Conception et contrôle d’un générateur PV actif à stockage intégré : application à l’agrégation de producteurs-consommateurs dans le cadre d’un micro réseau intelligent urbain." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2010. http://www.theses.fr/2010ECLI0021/document.

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Abstract:

L’intégration de panneaux photovoltaïques dans un système électrique réduit la consommation des sources fossiles et apporte des avantages environnementaux. Toutefois, l'intermittence et les fluctuations de puissance détériorent la qualité d’alimentation électrique. La solution proposée est d’ajouter des éléments de stockage, coordonnés par un contrôleur local qui gère les flux de puissance entre toutes les sources et la disponibilité énergétique. Ce générateur actif PV peut générer des références de puissance et fournir des services « système » au réseau électrique. Puis les concepts liés au micro réseau sont transposés pour concevoir un système central de gestion de l'énergie d'un réseau électrique résidentiel, qui est alimenté par des générateurs actifs PV et une micro turbine à gaz. Un réseau de communication est utilisé pour échanger des données et des références de puissance. Un système de gestion de l'énergie est développé avec différentes fonctions de contrôle sur des échelles de temps différentes afin de maximiser l'utilisation de l'énergie PV. Une planification opérationnelle quotidienne est conçue par un algorithme déterministe, qui utilise la prédiction d'énergie PV et de la charge. Puis ces références de puissance sont actualisées chaque demi-heure en tenant compte de la disponibilité de l’énergie PV et l’état des unités de stockage. Les erreurs de prévision et les incertitudes sont compensées par le réglage primaire de fréquence. Les résultats de simulation et les tests valident la conception de la commande du générateur actif photovoltaïque ainsi que le système central de gestion de l'énergie du réseau résidentiel étudié
The integration of PV power generation in a power system reduces fuel consumption and brings environmental benefits. However, the PV power intermittency and fluctuations deteriorate the power supply quality. A solution is proposed by adding energy storages, which are coordinated by a local controller that controls the power flow among all sources and implements an inner energy management. This PV based active generator can generate power references and can provide ancillary services in an electric network. Then micro grid concepts are derived to design a central energy management system of a residential network, which is powered by PV based active generators and a gas micro turbine. A communication network is used to exchange data and power references. An energy management system is developed with different time-scale functions to maximize the use of PV power. An operational daily planning is designed by a determinist algorithm, which uses 24 hour-ahead PV power prediction and load forecasting. Then power references are refreshed each half of an hour by considering the PV power availability and the states of energy storage units. Prediction errors and uncertainties are compensated by primary frequency controllers. Simulation and testing results validate the design of the PV active generator local controller and the central energy management system of the studied residential network

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Kelada, Fadi Sameh Aziz. "Étude des dynamiques et de la stabilité des réseaux électriques faible inertie avec une forte pénétration de ressources renouvelables." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALT065.

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Abstract:

Les systèmes électriques évoluent de manière significative en raison de facteurs économiques, géopolitiques et environnementaux, notamment l'intégration croissante de sources d'énergie renouvelable (RES) interfacées par des convertisseurs électroniques de puissance, connus sous le nom de ressources basées sur des onduleurs (IBR). Ce passage de systèmes dominés par des machines synchrones (SM) à des systèmes dominés par des IBR introduit des défis tels que la réduction de l'inertie, l'intermittence et les problèmes de stabilité. Les techniques traditionnelles d'analyse et de modélisation de la stabilité, qui supposent des dynamiques plus lentes inhérentes aux SM, sont inadéquates pour les dynamiques rapides des IBR. La dominance émergente des IBR nécessite le développement de modèles détaillés de transitoires électromagnétiques (EMT), qui sont intensifs en calcul mais essentiels pour capturer les dynamiques rapides des systèmes électriques modernes. Les cadres de classification de la stabilité existants, historiquement basés sur des systèmes dominés par les SM, sont en cours de révision pour incorporer les influences des IBR, introduisant de nouvelles catégories de stabilité comme la stabilité pilotée par convertisseur (CDS). Ce travail explore de nouvelles perspectives sur les interactions entre les SM, les dynamiques des unités IBR et les dynamiques des réseaux, qui ont été négligées dans la littérature. Il fournit un cadre complet qui est open-source et adaptable pour des topologies de systèmes électriques génériques, permettant des résultats et des analyses évolutifs. De plus, le cadre proposé est utilisé pour déterminer les allocations optimales d'inertie virtuelle et d'amortissement dans les systèmes électriques à faible inertie afin d'améliorer les métriques de stabilité de la fréquence
Power systems are evolving significantly due to economic, geopolitical, and environmental factors, notably the increasing integration of Renewable Energy Sources (RES) interfaced through power electronic converters, known as Inverter-Based Resources (IBR). This shift from synchronous machine (SM)-dominated systems to IBR-dominated systems introduces challenges such as reduced inertia, intermittency, and stability issues. Traditional stability analysis and modeling techniques, which assume slower dynamics inherent in SMs, are inadequate for the fast dynamics of IBRs. The emerging dominance of IBRs necessitates the development of detailed Electromagnetic Transient (EMT) models, which are computationally intensive but essential for capturing the fast dynamics of modern power systems. Existing stability classification frameworks, historically based on SM-dominated systems, are being revised to incorporate IBR influences, introducing new stability categories like Converter-Driven Stability (CDS). This work investigates novel insights into the interactions between SMs, IBR unit dynamics, and network dynamics that have been overlooked in the literature. It provides a comprehensive framework that is open-source and adaptable for generic power system topologies, allowing for scalable results and analyses. Furthermore, the proposed framework is utilized to determine optimal allocations of virtual inertia and damping in low inertia power systems to enhance frequency stability metrics

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Horta, José Luis. "Innovative paradigms and architecture for future distribution electricity networks supporting the energy transition." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2018. http://www.theses.fr/2018ENST0022.

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Abstract:

Les futurs réseaux de distribution d’électricité devront héberger une part importante et croissante de sources d’énergies renouvelables intermittentes. De plus, ils devront faire face à une part croissante de véhicules électriques. Ces tendances induisent le besoin de nouveaux paradigmes et architectures d’exploitation du réseau de distribution, afin de fiabiliser les réseaux et d'assurer la qualité de fourniture d’électricité. Dans cette thèse nous proposons une nouvelle architecture capable de favoriser la collaboration entre les acteurs du marché de gros, les gestionnaires de réseau de distribution et les clients finaux, afin de tirer parti des ressources énergétiques distribuées tout en prenant en compte les contraintes des réseaux de distribution. L’architecture est conçue pour fournir des services innovants de gestion de la demande résidentielle, dans le cadre de l'autoconsommation individuelle et collective (à l'échelle d'un quartier). La thèse apporte trois contributions principales. D'abord, sur la base de l'internet des objets et de la technologie blockchain, la thèse fournit les éléments de base pour les futures architectures de gestion de l'énergie au niveau du réseau de distribution. Ensuite, en focalisant sur les services rendus par de telles architectures, nous proposons un marché intra-journalier au pas horaire pour l'échange local de l'énergie renouvelable entre maisons, associé à un mécanisme d'allocation dynamique des phases afin d'améliorer la qualité de fourniture. Finalement, nous proposons un mécanisme de contrôle en temps réel pour l'ajustement des transactions du marché vers des échanges finaux d'électricité qui respectent les restrictions posées par le gestionnaire du réseau électrique
Future electricity distribution grids will host an important and growing share of variable renewable energy sources and local storage resources. Moreover, they will face new load structures due for example to the growth of the electric vehicle market. These trends raise the need for new distribution grid architecture and operation paradigms to keep the grid stable and to ensure quality of supply. In addition, these new paradigms will enable the provision of advanced new services. In this thesis we propose a novel architecture capable of fostering collaboration among wholesale market actors, distribution system operators and end customers, to leverage flexible distributed energy resources while respecting distribution system constrains. The architecture is designed for providing innovative residential demand side management services, with a special focus on services enabled by self-consumption at the household and neighborhood level. Following these general objectives, the thesis provides three main contributions. First, based on internet of things and blockchain technology, we propose the building blocks for future distribution grid energy management architectures. Then, focusing on the services enabled by such architectures, we propose hour-ahead markets for the local exchange of renewable energy among households together with dynamic phase allocation mechanism to improve the quality of electricity supply. Finally, we propose a real time control mechanism for the adjustment of market decisions to satisfy distribution system operator constraints

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Boutachali, Asmaa. "European Electricity Market : Interdependencies between European prices, Impact of derivatives trading on the volatility of the physical market and Effect of recent reforms." Thesis, Montpellier 1, 2014. http://www.theses.fr/2014MON10057/document.

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Abstract:

Cette thèse étudie le marché d'électricité européen. Le premier sujet porte sur les interdépendances des prix de l'électricité dans les principaux marchés européens pour évaluer l'efficacité des réformes introduites par la commission européenne pour créer un marché unique de l'électricité. Nous utilisons des méthodes statistiques multidimensionnelles (modèle vectoriel autorégressif et le test de causalité de Granger). Le second sujet concerne l'impact de l'introduction du marché des dérivés sur la volatilité des prix du marché au comptant à travers une étude économétrique avec le modèle GARCH, l'objectif est d'examiner l'effet stabilisant ou déstabilisant des dérivés sur la volatilité des prix de l'électricité. Enfin, le troisième sujet analyse les effets potentiels de l'évolution des réformes réglementaires sur les prix et la sécurité d'approvisionnement ainsi que les interactions entre les réformes du Royaume-Uni et celles de l'Union Européenne
This thesis examines the European electricity markets. It first evaluates the effectiveness of European commission reforms to create a single and unified electricity market in Europe against national policies measures, investigating the interdependencies of electricity prices in the main European markets including United Kingdom of Great Britain. To conduct the econometric analysis, Vector Autoregressive model and Granger causality test (Granger 1988) are used. It then studies the impact of the introduction of derivatives trading market on the price volatility of physical market through an econometric study with GARCH model. Finally, it examines the potential effect of changing reforms on electricity prices and security of supply and analyses the interaction between UK reforms and EU regulation

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Vergnol, Arnaud. "Intégration dans le réseau électrique et le marché de l’électricité de production décentralisée d’origine renouvelable : gestion des congestions locales." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2010. http://www.theses.fr/2010ECLI0014/document.

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Abstract:

Le développement de la production éolienne permet de satisfaire les objectifs de lutte contre le réchauffement climatique. Cependant, dans certaines zones du réseau électrique, l’intégration d’un volume important de production peut créer des congestions qui traduisent l'incapacité du réseau à évacuer cette production. Les méthodes actuelles pour gérer les congestions sont basées sur des calculs prévisionnels de restrictions de production qui peuvent entrainer des pertes de production importantes pour le renouvelable. Cependant, dans le cadre d’un développement important du renouvelable, il est nécessaire de définir une méthodologie de gestion des congestions fiable, optimale du point de vue économique et non discriminatoire pour la production renouvelable.Dans le cadre de cette thèse, la méthodologie de gestion des congestions locales proposée repose sur l’usage d’un contrôle correctif. Le contrôle correctif est basé sur une boucle de régulation et un algorithme utilisant les réseaux de Petri. Une étude de stabilité de la boucle de régulation a montré que les marges de stabilité dépendantes des gains composant la boucle sont suffisantes. L’algorithme permet de définir les groupes de production à choisir pour la gestion des congestions en considérant leur coût d’utilisation et leur impact sur la congestion. Les essais, effectués sous le logiciel EUROSTAG, ont montré la pertinence de la méthodologie proposée et sa capacité à s’adapter à l’insertion des moyens de production. De plus, des conclusions générales sur les différents coûts associés à la gestion des congestions en fonction des différentes règlementations régissant la production renouvelable ont été obtenues
Development of wind generation is a mean towards global warming reduction. However, in some parts of the electrical grid, the massive integration of renewable generation can lead to congestion problems. These congestions are related to the impossibility for the power grid to transport the generation. Nowadays, congestion management methods are based on day(s)-ahead computation of generation restriction which leads to important production losses for renewables. Based on this context, it’s therefore important to develop a methodology which is optimal, reliable and non-discriminatory for renewable.In this work, the proposed congestion management method is based on corrective actions. These actions are computed in real-time using regulation loops and Petri net-based algorithms. A stability study proved that gain margins are sufficient to assure the stability of the corrective actions. The algorithm allows an optimal selection of the generators than will participate in the congestion management. This selection is based on their cost and efficiency for congestion alleviation. Simulation results using the software EUROSTAG have shown the efficiency of the method and its adaptability to different generator types. Furthermore, general conclusions on congestions costs according to different regulations on the renewable generation were obtained

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Rodrigues, Lima Janailson. "Variable speed pumped storage plants multi-time scale control to allow its use to power system stability." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLE039.

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Abstract:

Le mixe énergétique du futur réseau électrique doit intégrer une grande quantité de source renouvelable intermittentes (RES). L’intermittence naturelle de ces sources sera,dans un premier moment, négligeable vis-à-vis de la stabilité du réseau électrique. Par contre,pour une large pénétration de RES, cette intermittence doit être intégrée à l'étude de la stabilité du réseau électrique. Pour une grande pénétration de RES à l'échelle européenne, un grand système de stockage d'énergie doit être mis en place. C'est déjà le cas aujourd'hui où les stations de transfert d'énergie par pompage(STEP) sont déjà utilisées. En effet, les STEP sont le moyen de stockage plus fiable et mature pour le stockage en haut puissance. Cependant,elles sont utilisées à ce jour, plutôt dans un cycle journalier et hebdomadaire d'équilibrage. La plupart des usines fonctionne de façon binaire(soit on, soit off) et ne participe pas à l'équilibrage du réseau électrique.Les nouvelles technologies envisagent de nouvelles utilisations pour les STEP. Les STEP à vitesse variable (Variable Speed PSP - de l'anglais Variable Speed Pumped Storage Plant)sont prévues de d'être utilisées en temps réel pour l'équilibrage du réseau électrique. L'objective de ce projet de ce projet est d'étudier les contributions de la STEP à vitesse variable à l'équilibrage du réseau électrique. Du point de vue du réseau, la STEP à vitesse variable est composée de deux systèmes en cascade séparés par les échelles de temps différentes. Le système peut réagir en 100ms avec la puissance nominale de la machine mais pour un temps limité (entre 5- 10s); le deuxième étage est le système hydraulique qui réagit moins vite (après 15s)mais qui peut tenir sa puissance pendant un longtemps (plusieurs heures). Ces différentes échelles de temps sont très importantes pour l'équilibrage du réseau électrique. Elles permettent que la STEP à vitesse variable soit utilisée pour différents problèmes d'équilibrage, mais comment l'utilisée reste encore un problème ouvert. Parmi d'autres,ce projet a comme objective répondre aux questions suivantes:Serait-il possible d'utiliser la STEP à vitesse variable pour l'équilibrage du réseau électrique à courant alternatif (AC) et/ou continu (DC)? Comment combiner, de façon intelligente, les réseaux continus à haute tension (HVDC - de l'anglais High Voltage Direct Current) et STEP à vitesse variable?Combinaison optimale de réaction rapide et lente pour équilibrer un réseau hybride AC et DC? La STEP à vitesse variable est-il un bon outil dynamique de stockage pour augmenter la capacité du réseau HVDC? Comment intégrer le contrôle d'une ligne HVDC et ce d'une STEP à vitesse variable?La STEP à vitesse variable peut atténuer les oscillations du réseau?
The future energy mix used toproduce electricity will include large shares ofrenewable energy sources (renewables). Theintrinsic time varying nature of these sourceswill be in the first a hinder to power systems'stability, but as their share will increase theypower of the machine but only for a limited time(typically 5 – 10 seconds); the second stage isthe hydraulic system that reacts slower (afterapprox. 15 seconds) but has a lot of energystored.These different time scales can be of uppermostUniversité Paris-SaclayEspace Technologique / Immeuble DiscoveryRoute de l’Orme aux Merisiers RD 128 / 91190 Saint-Aubin, Francemust be explicitly taken into account in thefuture when stabilizing the network. Forconstant use of renewables, in a Europe-widemanner, large storage will be capital. This isalready partially the case today, where pumpedwater storage is largely used. In fact waterstorage still is the most reliable and efficientstorage system for large amounts of power. Buttoday this is still mainly dedicated to findnight/day or weekly equilibrium of productionand consumption. These store plants are ratherplanned for an on/off utilization and do notparticipate on ancillary services (dynamicparticipation on the short term equilibrium of aninterconnection of systems or regions).New technologies allow envisaging new usesfor large storage systems. Variable SpeedPumped Storage Plants (Variable Speed PSP)are now expected to be used in real time toprovide ancillary services, effectivelyparticipating in the stabilization of powersystems. The objectives of this work are to studysome of these possibilities. It will look atdifferent aspects of stabilization: Variable SpeedPSP can be seen from the outside like a twostage systems in cascade that reacts with timeconstants that are one order of magnitude apart.The system can react within 100ms with ratedimportance when considering system's stability.They allow Variable Speed PSP to be used as thecontrol input for different stabilizationproblems, but how to do it is still an openproblem. Today these stations are only used asstandard storage, allowing the match ofproduction and consumption within a region ornetwork. The objective now is to study their useto further applications, and in particular, to studythe possibility of using them as one of the keycomponents of the future Multi-terminal HVDCnetworks. Several questions are open, this workaims to answer part of them:Is it possible to use Variable Speed PSP forancillary services (transient stability forexample) in AC and/or HVCD networks?How to combine in an intelligent way HVDCand Variable Speed PSP?Optimum combination of fast and slow reactionin order to stabilize a power grid that combinesDC and AC?Is Variable Speed PSP a good way to increasethe capability of HVDC by adding a verydynamic storage element?How to merge the control of the HVDC line andthe Variable Speed?Can this setup help to damp oscillations in thegrid?

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Ramos, milis Guilherme. "Apport des mesures des compteurs Linky pour la connaissance des charges du réseau de distribution." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALT021.

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Abstract:

Le réseau de distribution occupe une place centrale dans la transition énergétique. Cela se traduit par deux modifications clés pour le réseau : une (r)évolution des usages et une (r)évolution numérique. Dans ce contexte, cette thèse commence par dresser une nouvelle cartographie des usages des données provenant des compteurs intelligents. À partir de cette cartographie, la thèse va approfondir deux thématiques centrales d'une grande importance dans le contexte de transition énergétique. La première est une analyse du coefficient de foisonnement des charges Basse Tension (BT) et de son estimation. La seconde concerne l'estimation des courbes de charge des clients du réseau BT à partir d'une méthode innovante
The distribution grid occupies a central position in the energy transition. This results in two key changes for the network: an (r)evolution of uses and a digital (r)evolution. In this context, this thesis begins by creating a new mapping of the uses of data from smart meters. Building upon this mapping, the thesis will delve into two central themes of great importance in the context of energy transition. The first is an analysis of the Diversity Factor of Low Voltage (LV) charges and its estimation. The second involves estimating the load curves of customers on the LV grid using an innovative method

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Monjoie, Léopold. "Securing Investments in Electricity Markets. Three Essays on Market Design." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2024. http://www.theses.fr/2024UPSLD005.

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Abstract:

L’électricité est au cœur du fonctionnement de notre économie moderne, par conséquent un défi majeur pour les économistes est de s'assurer d’avoir suffisamment d’investissement. Actuellement dans la plupart des pays développés, ce sont majoritairement des acteurs privés qui prennent les décisions à la fois d’investir et de consommer. C’est dans ce contexte que cette thèse s’intéresse à comprendre comment déterminer des architectures de marché permettant de donner des incitations vertueuses aux acteurs. L’objectif est alors qu’ils prennent des décisions d’investissement et de consommation efficaces. La méthodologie employée dans cette thèse repose sur une représentation théorique des comportements d’acteur dans l’ensemble des marchés électriques et s’attèle à étudier comment ces comportements interagissent avec les règles édictées sur ces mêmes marchés. Le premier chapitre examine le comportement des producteurs sur les marchés de capacité. Un marché de capacité permet aux producteurs de générer des revenus à l’avance en échange de leur engagement à être disponible, ce qui doit les inciter à suffisamment investir. Le premier chapitre propose une nouvelle approche pour conceptualiser les offres sur ces marches en utilisant la théorie des options réelles. Ce modèle décrit notamment l’interaction entre les caractéristiques du contrat vendu sur le marché de capacité, notamment sa durée, et les offres faites par les producteurs. Ainsi, le chapitre apporte un nouvel éclairage sur la formation des prix sur ces marchés. Le second chapitre souligne l’importance de bien choisir comment la demande sur les marchés de capacité est mise en place. En effet, il démontre qu’en fonction des caractéristiques des marchés et des acteurs, certaines façons de prendre en compte la demande dans ces marchés peuvent avoir des effets inattendus sur le surplus. Ces effets peuvent à la fois être positifs ou négatifs. Enfin, le dernier chapitre pose la question de savoir comment s’assurer d’avoir suffisamment d’investissement lorsque l’on ne connait pas la demande des consommateurs. Il décrit ainsi l’arbitrage entre financer des investissements et maximiser la consommation d’électricité. Le chapitre souligne notamment que la mise en place de marchés permettant d’atteindre un niveau d’investissement peut poser des questions de redistribution, avec certains consommateurs se retrouvant lésés même si le bien-être global est maximisé
Because electricity is at the heart of our modern economy, a significant challenge for economists is to ensure sufficient investment. Currently, in most developed countries, it is predominantly private actors who make both investment and consumption decisions. It is in this context that this thesis is concerned with understanding how to design markets that provide virtuous incentives to a diverse set of actors. The aim is then to induce efficient investment and consumption decisions. The methodology employed in this thesis is based on a theoretical representation of actor behavior in electricity markets and studies how this behavior interacts with the rules enacted in these same markets. The first chapter examines the behavior of producers in capacity markets. A capacity market allows generators to generate income in advance in exchange for their commitment to availability, which should provide incentives to invest sufficiently. The first chapter proposes a new approach to conceptualizing offers on these markets, using real options theory. In particular, this model describes the interaction between the characteristics of the contract sold on the capacity market, notably its duration, and the bids made by producers. In this way, the chapter sheds new light on price formation in these markets. The second chapter highlights the importance of choosing the right way to choose the demand on capacity markets. Indeed, it shows that, depending on the characteristics of the markets and the players involved, certain ways of taking demand into account in these markets can have unexpected effects on surplus. These effects can be both positive and negative. Finally, the last chapter raises the question of how to ensure sufficient investment when consumer demand is unknown. It describes the trade-off between financing investment and maximizing welfare. In particular, the chapter points out that setting up markets to achieve a certain level of investment can raise questions of redistribution, with some consumers being harmed even if overall welfare is maximized

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Bai, Wenshuai. "DC Microgrid optimized energy management and real-time control of power systems for grid-connected and off-grid operating modes." Thesis, Compiègne, 2021. http://www.theses.fr/2021COMP2586.

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Le travail de recherche de cette thèse se concentre sur l’élaboration de deux modes de fonctionnement du microréseau à savoir : mode connecté au réseau, mode hors réseau comprenant les modes îloté et isolé. Le problème de la défaillance du réseau en mode connecté au réseau et la faible fiabilité de l'alimentation électrique en mode hors réseau doivent être résolues. Ainsi, le but de cette thèse est de proposer un microréseau DC combinant à la fois les avantages du mode connecté au réseau et ceux du mode isolé. On obtient ainsi un microréseau DC qu’on peut qualifier de complet. Le microréseau DC complet contient les sources d'énergie renouvelables, le stockage et le réseau public, et les sources de secours sont utilisées pour réduire le délestage. Dans ce microréseau DC, un système de supervision est proposé dans le but de gérer le flux des puissances. La gestion de la puissance en temps réel dans la couche opérationnelle du système de supervision permet de maintenir l'équilibre de puissance. Dans la couche d'optimisation du système de supervision, l'optimisation journalière est proposée afin de minimiser le coût d'exploitation global. Les résultats de la simulation montrent que le microréseau DC complet peut minimiser les coûts d'exploitation. Ensuite, le système de supervision prend en compte l'efficacité dynamique du convertisseur pour résoudre le problème lié à la qualité de la puissance du microréseau qui peut être dégradée à cause de la tension instable du bus DC. Les résultats de la simulation montrent que la prise en compte de l'efficacité dynamique du convertisseur dans la couche opérationnelle du système de supervision permet de réduire les fluctuations de la tension du bus DC. En ce qui concerne l'importance de la prédiction PV pour l'optimisation de la veille, deux modèles de prédiction sont étudiés et comparés pour donner une puissance de prédiction PV précise. Les résultats montrent que les deux modèles ont presque les mêmes résultats
This thesis focus on the research of the DC microgrid following two operation models: grid-connected mode, and off-grid mode including the islanded and isolated modes. The aim of this thesis is to propose a DC microgrid combining the advantages of the grid-connected or the off-grid mode, which named full DC microgrid. ln the full DC microgrid, the renewable energy sources, storage, and public grid are included, and the back-up sources also applied to reduce the load shedding. ln the full DC microgrid, a supervisory system is proposed to manage the power. The real-time power management in the operational layer of the supervisory system can keep the power balance. ln the optimization layer of the supervisory system, the day-ahead optimization is proposed to achieve the global minimal operation cost. The simulation results show that the full DC microgrid combines both advantages of the grid-connected and the off-grid mode to minimize the operating cost. Then, the supervisory system considers the dynamic efficiency of the converter to solve the problem that the power quality of the microgrid is degraded due to the unstable DC bus voltage caused by the inaccurate power control. The simulation results show that considering the dynamic efficiency of the converter in the operational layer of the supervisory system, the fluctuation of the DC bus voltage can be reduced. Regarding the importance of the PV prediction for the day-ahead optimization, two prediction modes are studied and compared to give a robust PV prediction power. The results are that the two models almost have the same results

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Gotzig, Bernhard. "Recherche du schéma optimal d'exploitation d'un réseau de distribution électrique." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0209.

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Abstract:

Le but de cette thèse est l'exploration du domaine de l'optimisation de la topologie radiale d'un réseau de distribution en temps réel pour différents régimes d'exploitation. Nous avons ainsi développé différents outils de calcul performants, en particulier une approche unifiée qui se prête d'une part pour l'optimisation pour le régime normal d'exploitation, d'autre part pour établir un plan de reprise de service pour les zones îlotées suite à la défaillance d'un élément du réseau. Afin de satisfaire la contrainte temps réel, nous nous sommes basés sur des méthodes heuristiques permettant de s'approcher au plus de l'optimum global en un temps de calcul très court. La vérification de la qualité des solutions obtenues par des méthodes heuristiques est effectuée à l'aide d'autres méthodes d'optimisation plus dédiées à la recherche de l'optimum global. En validant la méthodologie proposée sur des réseaux de distribution réels à grande taille, nous avons montré l'efficacité de notre approche tant au niveau de la qualité des résultats qu'au niveau du temps de calcul
The aim of this thesis is the exploration of the do main of the optimisation of the radial topology of a distribution system for different operation states on a real time basis. We have therefore developed several powerful computation utilities, especially a unified approach which may be used both for the optimisation in the normal state and for finding a restoration plan for the isolated llnfalllted areas in the case of an OLltage of an element in the network. In arder to satisfy the real time constraint, we have L1sed heuristic methods which permit the global optimum to be approached effeciently within a very short computation time. The verification of the results obtained by the heuristic methods is done using optimisation methods which are more dedicated for the research of the global optimum. In validating the proposed method with reallarge scale distribution networks, we have shown the efficiency of our approach in both computation time and the quality of the results

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Salha, Fouad. "Microréseaux îlotables : étude et coordination des protections des générateurs et du réseau." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00865077.

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Abstract:

L'intégration des énergies renouvelables a conduit à introduire la notion d'utilisation locale de ces nouvelles sources de production. Nous pouvons définir le paradigme de microréseau comme une agrégation de plusieurs sources d'énergie distribuée qui peuvent alimenter leurs charges locales. Ces microréseaux peuvent être îlotables pour garantir la continuité de service et l'alimentation des charges. Pour assurer la fiabilité du réseau, une stratégie de protection des générateurs et du microréseau lui-même a été proposée. Dans ce mémoire, les points communs et les différences entre les générateurs classiques et les générateurs connectés au réseau à l'aide de convertisseur d' d'électronique de puissance sont présentés. Ensuite, nous présentons la conception d'une source de tension à base d'une micro-turbine à gaz comme source d'énergie primaire contrôlable. Nous étudions les possibilités pour le générateur de demeurer connecté dans les conditions du creux de tension (fault-ride-through) tout en étant protégé contre les surintensités. Nous avons proposé deux solutions différentes permettant de limiter ces courants du générateur. De plus, pour assurer la continuité d'alimentation des charges en deux modes de fonctionnement, nous avons intégré un détecteur de l'ilotage basé sur le relais ROCOF dans le système de commande du générateur. Une validation expérimentale pour ces travaux a été réalisée en utilisant la simulation temps réel PHIL. Finalement, un plan de protection coordonnée valide dans les deux modes de fonctionnement et avec les différents types de source est présenté. Cette stratégie a été testée sur un exemple de microréseau simulé sur le simulateur temps réel

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Denis, Guillaume. "Les nouvelles stratégies de contrôle d’onduleurs pour un système électrique 100% interfacé par électronique de puissance." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0020/document.

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Abstract:

Dans un contexte de développement des énergies renouvelables et des liaisons HVDC dans les systèmes électriques, les travaux présentés s’attachent au fonctionnement technique de tels systèmes. La génération éolienne, photovoltaïque et les liaisons HVDC sont interfacées par dispositifs d’électronique de puissance au réseau de transport électrique. Dès lors, serait-il envisageable d’alimenter la demande électrique uniquement via des sources électriques interfacées par des convertisseurs statiques ?Le pilotage du système électrique par électronique de puissance constitue un changement radical du fonctionnement dynamique des réseaux. La traditionnelle stratégie de commande « grid-following » des onduleurs a montré ses limites lorsque la pénétration de ces dispositifs devient importante. Elle doit être révisée au profit de stratégies dîtes « parallel grid-forming ».Dans cette thèse, les besoins fondamentaux du système électrique sont d’abord analysés pour définir les exigences de la stratégie « parallel grid-forming », ainsi que les défis associés. Selon ces spécifications, une méthode de synchronisation de sources « grid-forming » est ensuite proposée ainsi qu’un contrôle de tension, adapté aux limitations physiques des convertisseurs de tension PWM. La stabilité de la solution est discutée pour différentes configuration de réseau. Enfin, une stratégie de limitation du courant a été spécifiquement développée pour palier la sensibilité des VSC aux sur courants, lors d’évènements réseaux éprouvant. Les idées développées sur un convertisseur unique sont appliquées à petits réseaux afin d’extraire des interprétations physiques depuis des simulations temporelles
In the context of renewable energy and HVDC links development in power systems, the present work concerns the technical operations of such systems. As wind power, solar photovoltaics and HVDC links are interfaced to the transmission grid with power-electronics, can the system be operated in the extreme case where the load is fed only through static converters?Driving a power system only based on power electronic interfaced generation is a tremendous change of the power system paradigm that must be clearly understood by transmission grid operators. The traditional “grid-feeding” control strategy of inverters exhibits a stability limit when their proportion becomes too important. The inverter control strategy must be turned into a “parallel grid-forming” strategy.This thesis first analyses the power system needs, proposes the requirements for “parallel grid-forming” converters and describes the associated challenges. Accordingly, the thesis gives a method for designing a stable autonomous synchronization controls so that grid-forming sources can operate in parallel with a good level of reliability. Then, a method is proposed to design a voltage control for a grid-forming PWM source taking into account the limited dynamic of large converters. The robustness of the solution is discussed for different configuration of the grid topology. A current limiting strategy is presented to solve the current sensitivity issue of grid-forming converters, subject to different stressing events of the transmission grid. The ideas developed on a single converter are then applied on small grids with a limited number of converters to allow a physical interpretation on the simulation results

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Ahmidi, Amir. "Participation de parcs de production éolienne au réglage de la tension et de la puissance réactive dans les réseaux électriques." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00590371.

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Abstract:

Nous proposons dans cette thèse, différents outils de réglage de tension et de gestion de la puissance réactive en fonction des conditions de raccordement des éoliennes au réseau électrique. Trois cas figure sont étudiés : raccordement direct sur un poste source de distribution, raccordement des éoliennes réparties dans un réseau de distribution et raccordement d'un ensemble de parcs éoliens au réseau de transport.Un algorithme de réglage basé sur l'asservissement de la puissance réactive est proposé pour le raccordement direct d'un parc sur un poste source. Un réglage coordonné de tension en présence de régleur en charge est proposé (D-RCT) pour le raccordement des éoliennes reparties dans un réseau de distribution. On propose aussi une version plus décentralisée du réglage coordonné (D2-RCT) qui pourrait être implantée sous forme de système multi-agents intelligents (SMA). Un system de control multi-niveaux est proposé pour le raccordement d'un ensemble de parcs éoliens au réseau de transport. Il permet de répondre de manière optimale à une demande puissance réactive envoyée par le gestionnaire du réseau de transport. Les différents types de réglages proposés sont basés sur des algorithmes d'optimisation multi-objectifs. Afin de valider en temps réel le bon fonctionnement des stratégies de réglages développées ainsi que leurs modes de communication, une implantation expérimentale sous simulateur temps réel RT-Lab a été effectuée. Enfin, les résultats des simulations montrent l'amélioration de l'intégration de la production décentralisée dans les réseaux électriques

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Horta, José Luis. "Innovative paradigms and architecture for future distribution electricity networks supporting the energy transition." Thesis, Paris, ENST, 2018. http://www.theses.fr/2018ENST0022/document.

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Abstract:

Les futurs réseaux de distribution d’électricité devront héberger une part importante et croissante de sources d’énergies renouvelables intermittentes. De plus, ils devront faire face à une part croissante de véhicules électriques. Ces tendances induisent le besoin de nouveaux paradigmes et architectures d’exploitation du réseau de distribution, afin de fiabiliser les réseaux et d'assurer la qualité de fourniture d’électricité. Dans cette thèse nous proposons une nouvelle architecture capable de favoriser la collaboration entre les acteurs du marché de gros, les gestionnaires de réseau de distribution et les clients finaux, afin de tirer parti des ressources énergétiques distribuées tout en prenant en compte les contraintes des réseaux de distribution. L’architecture est conçue pour fournir des services innovants de gestion de la demande résidentielle, dans le cadre de l'autoconsommation individuelle et collective (à l'échelle d'un quartier). La thèse apporte trois contributions principales. D'abord, sur la base de l'internet des objets et de la technologie blockchain, la thèse fournit les éléments de base pour les futures architectures de gestion de l'énergie au niveau du réseau de distribution. Ensuite, en focalisant sur les services rendus par de telles architectures, nous proposons un marché intra-journalier au pas horaire pour l'échange local de l'énergie renouvelable entre maisons, associé à un mécanisme d'allocation dynamique des phases afin d'améliorer la qualité de fourniture. Finalement, nous proposons un mécanisme de contrôle en temps réel pour l'ajustement des transactions du marché vers des échanges finaux d'électricité qui respectent les restrictions posées par le gestionnaire du réseau électrique
Future electricity distribution grids will host an important and growing share of variable renewable energy sources and local storage resources. Moreover, they will face new load structures due for example to the growth of the electric vehicle market. These trends raise the need for new distribution grid architecture and operation paradigms to keep the grid stable and to ensure quality of supply. In addition, these new paradigms will enable the provision of advanced new services. In this thesis we propose a novel architecture capable of fostering collaboration among wholesale market actors, distribution system operators and end customers, to leverage flexible distributed energy resources while respecting distribution system constrains. The architecture is designed for providing innovative residential demand side management services, with a special focus on services enabled by self-consumption at the household and neighborhood level. Following these general objectives, the thesis provides three main contributions. First, based on internet of things and blockchain technology, we propose the building blocks for future distribution grid energy management architectures. Then, focusing on the services enabled by such architectures, we propose hour-ahead markets for the local exchange of renewable energy among households together with dynamic phase allocation mechanism to improve the quality of electricity supply. Finally, we propose a real time control mechanism for the adjustment of market decisions to satisfy distribution system operator constraints

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Benahmed, Sif Eddine. "Distributed Cooperative Control for DC Microgrids." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0056.

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Abstract:

Au cours des dernières années, le réseau électrique connait une transformation rapide avec la pénétration massive des unités de production renouvelables et distribuées. Le concept de microgrids (micro-réseau électrique) est un élément clés de cette transition énergétique. Ces micro-réseaux sont constitués par un ensemble de plusieurs unités de production distribuées (DGUs), d'unités de stockage (SUs) et de charges interconnectées par des lignes électriques. Un microgrid peut être installé dans plusieurs endroits, par exemple dans des maisons, des hôpitaux, des quartiers, etc. et fonctionne soit en mode connecté au réseau principale, soit en mode isolé (autonome). Les microgrids sont confrontés à plusieurs défis liés à la garantie de la stabilité, la cybersécurité, l'optimisation des coûts énergétiques, la gestion de l'énergie, la qualité de l'énergie, etc. Dans ce travail, nous concentrons notre attention sur le contrôle des microgrids à courant continu en mode de fonctionnement autonome. La principale contribution de cette thèse est l’établissement de lois de commande par retour d’état distribuées assurant un partage de courant proportionnel entre les unités de production, une régulation de la tension moyenne des lignes et un équilibrage simultané des états de charge des éléments de stockage. En partant de l'hypothèse que les agents (DGU ou SU) ont les mêmes paramètres physiques, la preuve de la convergence exponentielle et globale est donnée en l’absence d’une connaissance de la charge présente sur le réseau. La thèse est divisée en trois parties. La première partie présente le concept des microgrids, un état de l’art sur leurs stratégies de contrôle et les préliminaires mathématiques nécessaires tout au long du manuscrit. La deuxième partie constitue la contribution théorique de cette thèse et aborde la synthèse de lois de contrôle distribuées, garantissant les objectifs envisagés en l’absence d’une connaissance de la charge variable sur le réseau et même en cas de perturbation constantes au niveau de l’entrée de commande. Cette garantie est apportée en considérant trois actions intégrales distribuées de type consensus. Dans la troisième partie, les contrôleurs proposés sont évalués dans différents scénarios par le biais de simulation Matlab/Simulink et de tests Hardware-in-the-Loop (HIL) en temps réel. Les résultats montrent que les objectifs de contrôle sont atteints avec succès, ce qui illustre l'efficacité de la méthodologie de contrôle proposée
In recent years, the power grid has undergone a rapid transformation with the massive penetration of renewable and distributed generation units. The concept of microgrids is a key element of this energy transition. Microgrids are made up of a set of several distributed generation units (DGUs), storage units (SUs) and loads interconnected by power lines. A microgrid can be installed in several locations, for example in houses, hospitals, a neighborhood or village, etc., and operates either in connected mode to the main grid or in isolated (autonomous) mode. Microgrids are facing several challenges related to stability assurance, cyber-security, energy cost optimization, energy management, power quality, etc. In this work, we focus our attention on the control of islanded direct current microgrids. The main contribution is the design of a new distributed control approach to provably achieve current sharing, average voltage regulation and state-of-charge balancing simultaneously with global exponential convergence. The main tools are consensus in multi-agent systems, passivity, Lyapunov stability, linear matrix inequalities, etc. The thesis is divided into three parts. The First part presents the concept of microgrids, a literature review of their control strategies and the mathematical preliminaries required throughout the manuscript. The second part deals with the design of the proposed distributed control approach to achieve the considered objectives. The system is augmented with three distributed consensus-like integral actions, and a distributed-based static state feedback control architecture is proposed. Starting from the assumption that the agents (DGUs or SUs) have the same physical parameters, we provide proof of global exponential convergence. Moreover, the proposed control approach is distributed, i.e., each agent exchange relative information with only its neighbors through sparse communication networks. The proposed controllers do not need any information about the parameters of the power lines neither the topology of the microgrid. The control objectives are reached despite the unknown load variation and constant disturbances. In the third part, the proposed distributed controllers are assessed in different scenarios through Matlab/Simulink simulation and real-time Hardware-in-the-Loop experiment. The results show that the control objectives are successfully achieved, illustrating the effectiveness of the proposed control methodology

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Wang, Ye. "Evaluation de la Performance des Réglages de Fréquence des Eoliennes à l’Echelle du Système Electrique : Application à un Cas Insulaire." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2012. http://www.theses.fr/2012ECLI0027/document.

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Abstract:

L’intégration croissante de la production éolienne ne participant pas au réglage de fréquence induit de nouvelles difficultés de gestion des systèmes électriques. Ces problèmes sont d’autant plus significatifs que le réseau est faible. La présente thèse vise à évaluer la performance et la fiabilité du réglage de fréquence des éoliennes à l’échelle du système électrique. Les études sont appliquées sur un réseau insulaire.D’abord, l’impact d’un fort taux de pénétration de la production éolienne sur l’allocation de la réserve primaire et sur le comportement dynamique du réseau est caractérisé. Il est montré que la participation des éoliennes au réglage de fréquence est techniquement indispensable pour le maintien de la sûreté du système électrique à partir d’un certain taux de pénétration. Deux solutions permettant aux éoliennes de contribuer au réglage de fréquence sont ensuite étudiées par simulations dynamiques. La performance d’une inertie émulée est caractérisée en considérant l’impact du point de fonctionnement initial des éoliennes et des paramètres du contrôleur. La contribution de la réserve éolienne à l’amélioration de la performance dynamique du système est également identifiée.Afin d’évaluer le potentiel et la fiabilité de la réserve éolienne, la dernière partie de ce travail est consacrée aux études statistiques prenant en compte la variabilité et l’incertitude de la prévision de la production. Deux stratégies du placement de réserve sont proposées et comparées. L’impact des erreurs de prévision sur le potentiel de réserve éolienne est également mis en évidence. Enfin l’énergie réglante d’une ferme et la plage de réglage du statisme éolien sont caractérisées
The increasing development of wind power that does not participate in frequency control leads to new challenges in the management of electrical power systems. The problems are more significant in weak power grids. The present thesis aims to evaluate the performance and the reliability of frequency response from wind turbines on a system-wide scale. Studies are applied onto an isolated power grid.First of all, the impact of high levels of wind penetration on primary reserve allocation and on grid dynamic behaviour is characterized. It is shown that the participation of wind turbines in frequency regulation is technically required for maintaining power system security from a certain wind penetration rate.Two solutions allowing wind turbines to contribute to frequency control are then studied through dynamic simulations. The performance of emulated inertia is characterized by taking into account the impact of initial wind operating point and controller parameters. The contribution of wind power reserve to system dynamic performance improvement is also identified.In order to assess the potential and the reliability of wind primary reserve, the last part of this research work is devoted to statistical analyses considering the variability and the prediction uncertainty of wind generation. Two strategies for reserve allocation are proposed and compared. The impact of forecast errors on the potential of wind power reserve is also highlighted. Finally the power frequency characteristic of a wind farm as well as the droop adjustment range is characterized

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Isidoro, Cécile. "L'ouverture communautaire du marché de l'électricité à la concurrence et sa mise en oeuvre (Allemagne, France, Italie, Royaume-Uni)." Paris 2, 2002. http://www.theses.fr/2002PA020098.

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Aparicio, Rodriguez Marina. "Modelling and Simulation of the IR-Drop phenomenon in integrated circuits." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00998547.

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Abstract:

Scaling technology in deep-submicron has reduced the voltage supply level and increased the number of transistors in the chip, increasing the power supply noise sensitivity of the ICs. Excessive power supply noise affects the timing performance increasing the gate delay and may cause timing faults. Specifically, power supply noise induced by the currents that flow through the resistive parasitic elements of the Power Distribution Network (PDN) is called IR-Drop. This thesis deals with the modelling and simulation of logic circuits in the context of IR-drop. An original algorithm is proposed allowing to perform an event-driven delay simulation of the logic Block Under Test (BUT) while taking into account the whole chip IR-drop impact on the simulated block. To do so, we develop accurate and efficient electrical models for the currents generated by the switching gates, the propagation of the current draw through the PDN and the gate delays. First, the pre-characterization process for the dynamic currents, static currents and gate delays is described to generate a gate library. Then, another pre-characterization procedure is suggested to estimate the current distribution through the resistive PDN model. Our models are implemented in a first version of the simulator by the University of Passau in the context of a project collaboration. In addition, the impact of the parasitic capacitive elements of the PDN is analyzed and a procedure to derive the current distribution in a resistive-capacitive PDN model is proposed.

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Fang, Ruyi. "Optimisation de l'insertion des liaisons souterraines dans le réseau électrique." Grenoble INPG, 1995. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01887891.

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Abstract:

Le transport électrique à haute tension et très haute tension aura de glus en plus recours aux câbles souterrains. L'insertion d'une liaison souterraine dans le réseau pose des problèmes d'ordre à la fois électrique, thermique et économique. . Une définition de la longueur critique de transport est introduite, intégrant les différentes contraintes en tension et en courant. On présente la compensation par inductance qui permet l'augmentation des longueurs de liaison réalisables et une amélioration de la qualité du transport. * Les méthodes de calcul de la capacité de transport des câbles (l'intensité maximale du courant admissible sans dégradation) sont analysées pour les différents modes de pose. . Une méthode d'optimisation des liaisons mixtes aéro-souterraines est proposée. Elle est basée sur l'analyse de l'adéquation des capacités de transport des lignes aériennes et des câbles souterrains en régime normal et en régime perturbé. * On discute les différents facteurs (investissements, pertes. . . ) entrant en jeu dans le bilan économique. Cette étude est concrétisée par un logiciel qu a pour but de faciliter l'optimisation technico-économique des liaisons souterraines

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Boëda, Didier. "Étude de la contribution du pilotage de charges à la fourniture de services aux réseaux électriques." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0061.

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Abstract:

Les réseaux électriques subissent actuellement des changements dus à la dérégulation du marché, à l'intégration de productions décentralisées et à l'augmentation de la consommation. En conséquence, ils vont subir plus de contraintes et les charges électriques seront amenées à contribuer à leur soulagement. Leur pilotage est donc envisagé pour participer à la conduite des réseaux et à la fourniture de services. Les travaux de cette thèse ont pour but de présenter des possibilités de pilotage de charges dans ce contexte en évolution. Les contributions des charges thermiques résidentielles et électroménagères à la gestion des conséquences d'incidents y sont évaluées. Ces études permettent de conclure que ces charges présentent un potentiel de pilotage intéressant aussi bien en contrôle prévisionnel qu'en contrôle en temps réel. Les résultats obtenus et la nouveauté de ce thème d'étude permettent d'envisager des travaux futurs vers l'élargissement des champs d'action avec d'autres charges à piloter et d'autres services à fournir
Power systems are nowadays facing new challenges with the electricity market deregulation, the introduction of distributed generation and the global consumption growth. Consequently, power grids will undergo more stresses and electrical loads will support the system. Thus, load control is considered to take part into networks management and services delivery. The research described in this thesis aims to introduce some load control capabilities in this aforementioned changing context. The contribution of residential thermal loads and household appliances into the management of incidents consequences are considered. Studies enable us to conclude that these kinds of loads have notable abilities for preventive and real time control. The results obtained and the innovation of this research subject, allow us to consider future studies such as, widening works including other type of loads to control and other services to deliver

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Cardozo, Arteaga Carmen. "Optimisation of power system security with high share of variable renewables : Consideration of the primary reserve deployment dynamics on a Frequency Constrained Unit Commitment model." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC024/document.

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Abstract:

Le placement de production (UC pour unit commitment) est une famille de problèmes d'optimisation qui déterminent l’état et la puissance de consigne des groupes de production pour satisfaire la demande électrique à moindre coût. Traditionnellement, une contrainte de sûreté détermine un certain volume de capacité raccordée disponible, appelé la réserve, destinée à gérer l'incertitude. Néanmoins, dans les petits systèmes la contrainte de réserve fixe peut entraîner dans certains cas une violation du critère N-1 bien que le volume de réserve minimale soit respecté. Plus récemment, la part croissante de production variable à partir de sources renouvelables (ENR) peut conduire à des programmes d’appel qui ne garantissent plus la sûreté même dans les grands systèmes.Pour y faire face, différentes techniques d'atténuation des impacts ont été proposées telle que la révision des modèles de placement de la production pour inclure une meilleure représentation de la dynamique du système. Cette sous-famille des problèmes UC est formellement définie dans ces travaux comme le problème FCUC (frequency constrained unit commitment). Elle vise à maintenir la fréquence au-dessus d'un certain seuil, et éviter ainsi le délestage par sous-fréquence (DSF).La première partie de ces travaux identifie les défis dans la formulation du problème FCUC. D’une part, la contrainte de fréquence est fortement non-linéaire par rapport aux variables de décision du problème UC. D’autre part, elle est difficile à approcher par des fonctions analytiques. La simulation séquentielle d'un modèle UC classique et d’un modèle de réponse primaire de la fréquence est alors proposée. L’intérêt d’une formulation plus fidèle de la contrainte de sûreté est donc révélé. La deuxième partie de ces travaux étudie l'impact des ENR sur la réponse primaire de la fréquence. Le besoin de formuler des modèles de FCUC plus précis est mis en avant.La troisième partie des travaux examine le coût, les bénéfices et les limitations des modèles FCUC, basés sur des contraintes indirectes sur certains paramètres dynamiques des unités de production. Il est montré que, bien que l'application de contraintes de sécurité indirectes assure la sûreté dans certains pas horaires, l'effet inverse peut apparaître à un autre instant. Ainsi, l’efficacité des leviers dépend fortement du point de fonctionnement du système. Il en est de même pour le coût de la solution. Cette étude met en évidence la nécessité de nouvelles méthodes pour traiter correctement la contrainte sur le creux de fréquence afin d'assurer l'optimalité et efficacité de la solution.Finalement, la quatrième partie des travaux offre une nouvelle formulation du problème FCUC suivant une approche de décomposition de Bender. La décomposition de Bender sépare un problème d'optimisation avec une certaine structure en deux parties : le problème maître et le problème esclave. Dans le cas du FCUC, le problème maître propose des plans de production candidats (états des groupes) et le problème esclave assure le respect des contraintes de fréquence par le biais d'un modèle de plans sécants. Les résultats de simulation montrent que la représentation plus précise du creux de fréquence au niveau du problème esclave réduit le risque de DSF et le coût de la sécurité par rapport à d'autres modèles de FCUC
The Unit Commitment problem (UC) is a family of optimisation models for determining the optimal short-term generation schedule to supply electric power demand with a defined risk level. The UC objective function is given by the operational costs over the optimisation horizon. The constraints include, among others, technical, operational and security limits. Traditionally, the security constraints are given by the requirement of a certain volume of on-line spare capacity, which is called the reserve and is meant to handle uncertainty, while preventing the interruption of power supply. It is commonly specified following a static reliability criterion, such as the N-1 rule.Nevertheless, in small systems the fixed, and a priori defined, reserve constraint could entail a violation of the N-1 criterion, although the reserve constraint was met. More recently, the increasing share of variable generation from renewable sources (V-RES), such as wind and solar, may lead to UC solutions that no longer ensure system security. Therefore, different impact mitigation techniques have been proposed in literature, which include the revision of UC models to provide a better representation of the system dynamics. This subfamily of UC models is formally defined in this work as the frequency constrained UC problem (FCUC), and aims to keep the frequency above a certain threshold, following pre-defined contingencies, by adding enhanced security constraints. In this work this topic is addressed in four parts.The first part identifies the main challenge of formulating the FCUC problem. Indeed, the frequency minimum, also called the frequency nadir, constraint is strongly non-linear on the decision variables of the UC model. Moreover, the behaviour of the frequency nadir regarding the binary decision variables is hard to approximate by analytical functions. Thus, a sequential simulation approach is proposed, based on a classic UC model and a reduced order model of the primary frequency response. The potential benefits of a smarter allocation of the primary reserve is revealed.The second part of this work investigates the impact of V-RES sources on the primary frequency response. The underlying processes that lead to the increase of the Under-Frequency Load Shedding (UFLS) risk are thoroughly discussed. The need of formulating more accurate FCUC models is highlighted.The third part of this work examines the cost/benefit and limitation of FCUC models based on indirect constraints over certain dynamic parameters of the generating units. A methodology is proposed that assesses the effectiveness and optimality of some existing V-RES impact mitigation techniques, such as the increase of the primary reserve requirement, the prescription of an inertia requirement, the authorisation of V-RES dispatch-down or the consideration of fast non-synchronous providers of frequency regulation services. This study showed the need for new methods to properly handle the frequency nadir constraint in order to ensure optimality, without compromising the optimisation problem’s tractability.The fourth part of this work offers a new formulation of the FCUC problem following a Bender’s decomposition approach. This method is based on the decomposition of an optimisation problem into two stages: the master and the slave problems. Here, the master problem deals with the generating unit states and the slave problem handles the frequency nadir constraints through a cutting plane model. Simulation results showed that the more accurate representation of the frequency nadir in the slave problem reduces the risk of UFLS and the security cost, with respect to other FCUC models, such as those based on inertia constraints. In addition, the optimality of the global solution is guaranteed; although the convergence of the master problem is slow, due to the well-known tailing off effect of cutting plane methods

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Shafiee, Khoor Mohsen. "Amélioration de la qualité de l'énergie à l'aide de compensateurs actifs : série, parallèle ou conditionneurs unifiés de réseaux électriques." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2109.

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Abstract:

L’entrée en vigueur de la déréglementation accompagnée de normes de plus en plus strictes font que la qualité de l’énergie devient une préoccupation majeure. Par ailleurs, ces dernières années, la prolifération de charges non linéaires est en forte progression et est à l’origine de différents types de perturbations électriques. L’électronique de puissance est donc amenée, grâce à sa rapidité et sa capacité de contrôler les flux de puissance, à contribuer à l’amélioration de la qualité de la fourniture et de l’onde tension en évitant que les perturbations générées par les charges non linéaires ne remontent vers le réseau et en protégeant les charges sensibles des perturbations préexistantes. Dans ce mémoire, la compensation des perturbations en tension, creux, harmoniques, flicker et déséquilibre … à l’aide d’un compensateur actif série (DVR : dynamic voltage restorer) est analysée, étudiée et discutée en détail. Les perturbations en courant sont compensées à l’aide de filtre actif parallèle (PAPF). La compensation des deux types de perturbations est ensuite réalisée à l’aide d’un conditionneur unifié des réseaux électriques (UPQC) associant les deux structures série et parallèle. Le flux de puissance, le dimensionnement énergétique et les stratégies de commande des différents constituants de l’UPQC lors de défauts types sont présentés. Une méthode originale et analogique d’identification des perturbations est proposée. Différents résultats de simulation sont présentés témoignant des performances des différentes structures DVR, PAPF et UPQC aussi bien en régime permanent que transitoire. Les résultats sont validés expérimentalement sur une maquette d’une puissance d’1 kW
Due to deregulation in the power sectors of transmission and distribution, Power Quality (PQ) has become a distinguishing feature of electricity, to be treated as a commodity in the open market economy. On the other hand, the proliferation of power electronic equipment has lead to a significant increase of power quality problems. One of the major issues in improving power quality in distribution networks is the mitigation of network voltage distortions for proper operation of industrial process where there are sensitive and critical loads. The first to treat the voltage perturbations such as voltage dips, harmonics, flickers and voltage imbalances, the “dynamic voltage restorers” (DVR), based on the series active power filtering (SAPF) topology, is studied, analysed and discussed in detail in this thesis. Parallel active power filtering (PAPF); as a powerful tool for current harmonics and fundamental reactive power compensation; and their ontrol strategies are also studied. Different aspects concerning PAPF and SAPF, such as voltage and current distortion extraction, voltage source power converters and control strategies and design considerations are dealt with detail. To complete the studies a power flow study is presented to determine the power rating in different parts of a unified power quality conditioner (UPQC) during the faults, which are carried out in a flicker phenomena as an interesting case study. A novel analogical method of perturbation detection is proposed for active filtering, and to stay analogue, the analogue PID controllers are proposed for different parts of a complete UPQC system. Extensive computer simulation using MATLAB/SIMULINK Power System Blockset and experimental results are used to show the viability and performance of the proposed DVR, PAPF and UPQC for different voltage and current perturbations rejection in different conditions both in steady state and transient times

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He, Zhaofeng. "Recherche d'indicateurs de stabilité transitoire de réseaux électriques." Toulouse, INPT, 1989. http://www.theses.fr/1989INPT105H.

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Abstract:

La simulation dynamique pas a pas et la famille de la methode directe (fonction d'energie et fonction de lyapounov, etc) sont deux moyens pour etudier la stabilite transitoire de reseaux electriques. Cette these est consacree a l'etude de stabilite transitoire. Plus particulierement l'etablissement d'une methode de la fonction d'energie et la realisation pratique des indicateurs de stabilite transitoire basee sur cette methode, avec differentes modelisations du reseau, constituant l'essentiel de notre travail. 1) indicateurs avec un modele simple classique: la construction de la fonction d'energie, la determination du domaine de stabilite et des applications constituent cette premiere partie. Deux methodes differentes de la determination du domaine de stabilite dans l'utilisation de la fonction d'energie, uep (unstable equilibrium point) et pebs (potential energy boundary surface), sont analysees et mises en uvre. 2) indicateurs avec des modeles plus realistes: la prise en compte des systemes de regulations fait l'objet de cette partie. Les modeles de regulations de tension et vitesse complets et celui du premier ordre sont introduits de facon plus ou moins detaillee dans les indicateurs bases sur la theorie de la fonction d'energie. La methode pebs est developpee pour ce faire. Les resultats numeriques et graphiques donnes par ces indicateurs dans des applications sur les reseaux corse et continental francais, 12 et 51 machines respectivement, sont presentes. Ils sont compares avec ceux obtenus par simulation dynamique

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Poulain, David. "Dimensionnement des réseaux métropolitains transparents à faible consommation d'énergie." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0012.

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Abstract:

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

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Ezzeddine, Mazhar. "Etude et coordination de protections dans les réseaux électriques." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112143.

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Abstract:

Nous commençons notre thèse par la présentation de l'état de l'art de la coordination optimale des relais de protections à maximum de courant et de protections à distance. La coordination optimale utilise les méthodes d'optimisation linéaire ou non linéaire pour déterminer les valeurs optimales de paramètres de réglage : le facteur de multiplication K, le courant de déclenchement Id et le temps de fonctionnement de la deuxième zone des relais à distance tz2. L'identification des avantages et des inconvénients de méthodes utilisées constitue l'objet de cette présentation. Les principales inconvénients des ces méthodes sont la sélection non optimale des courants de déclenchement dans l'optimisation linéaire, ensuite la complexité de l'optimisation discrète non linéaire et finalement la détermination des paramètres de réglage non-conformes à ceux disponibles dans les plages de réglage. Pour surmonter ces inconvénients nous avons développé une nouvelle méthode de la coordination optimale. Une formulation linéaire simple du problème de coordination est utilisée pour optimiser, de façon indépendante et sans composer aucune fonction objectif, les paramètres de réglages des relais tout en obtenant directement des valeurs conformes aux valeurs de réglage. Dans la partie finale de la thèse, une évaluation selon les critères d'efficacité et de simplicité ainsi que la comparaison avec certaines méthodes existantes certifient la pertinence de la méthode proposée
Our thesis begins by an overview of the optimal coordination of overcurrent relays and distance relays. For an optimal coordination, the relays settings, being the time multiplier setting TMS, the pickup currents Ip and the operating time of the second zone of distance relay tz2, must be determined with the help of linear or nonlinear optimization methods. The objective of the overview is to identify the advantages and the drawbacks of the available methods. The principal disadvantages of the existing methods are no-optimal selection of pickup currents with linear optimization, then the complexity of nonlinear discrete optimization and finally the determination of no discrete settings of relays. Ln order to overcome these disadvantages, we have developed a new method for the optimal coordination of protective relays. The proposed method uses a linear formulation of the coordination problem in order to optimize the relay settings with values complying with setting ranges. The comparison with certain existing methods certifies the efficiency of the proposed method

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Wang, De Kuan. "Contribution à l'étude probabilistique de la conduite des réseaux d'énergie électrique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10324.

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Abstract:

Étude de la commande des charges dans un réseau, en régime aléatoire. Construction d'algorithmes optimisant le travail de calcul et utilisables sur microordinateur. Application à la détermination d'un point de fonctionnement stable en régime aléatoire

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

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