Sûreté de fonctionnement des réseaux de distribution en présence de production décentralisée

Reliability assessment of distribution power systems including distributed generations

• Auteur / Autrice : Malik Megdiche
• Direction : Nouredine Hadj-Said, Yvon Bésanger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble ; 1980-2006)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Pierre Rognon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Miroslav Begovic, Bruno François

Résumé

Les efforts fournis par les exploitants du réseau électrique ont permis d’atteindre, aujourd’hui, un très bon niveau de fiabilité du réseau de transport et une disponibilité des réseaux de distribution tout à fait convenable. Néanmoins, considérant les modifications induites par les connexions de petits producteurs indépendants aux réseaux de distribution, les exploitants expriment un besoin d’évaluer la sûreté de fonctionnement de ces nouveaux réseaux. Les réseaux électriques présentent plusieurs particularités fonctionnelles, mises en évidence par l’étude qualitative des défaillances, comme les charges dispersées à plusieurs endroits du réseau, la topologie variable du réseau et certains phénomènes électrotechniques qui doivent être pris en compte pour modéliser les événements que peut subir le système. La méthode de calculs de sûreté retenue est la simulation Monte Carlo, méthode probabiliste la plus performante et la plus souple d’utilisation au regard de la complexité des réseaux étudiés. Nous avons consacré une première partie des travaux sur le cas d’un départ HTA auquel est connecté une centrale de cogénération. La méthode a été appliquée sur un logiciel de simulation de réseaux de Petri stochastiques. Puis une deuxième partie a concerné l’étude d’un réseau BT alimenté uniquement par des générations dispersées. Ici, la complexité des événements a nécessité de coder et de développer la méthode dans un environnement de programmation permettant l’intégration de modules de calculs de réseaux (répartition de charges, courts-circuits, délestage, gestion des puissances produites,…) afin de pouvoir diagnostiquer l’état du système durant les événements simulés.

Nowdays, power systems have reached a good level of reliability. Nevertheless, considering the modifications induced by the connections of small independent producers to distribution networks, there’s a need to assess the reliability of these new systems. Distribution networks present several functional characteristics, highlighted by the qualitative study of the failures, as dispersed loads at several places, variable topology and some electrotechnical phenomena which must be taken into account to model the events that can occur. The adopted reliability calculations method is Monte Carlo simulations, the probabilistic method most powerful and most flexible to model complexe operatings of the distribution system. We devoted a first part on the case of a 20 kV feeder to which a cogeneration unit is connected. The method was applied to a software of stochastic Petri nets simulations. Then a second part related to the study of a low voltage power system supplied by dispersed generations. Here, the complexity of the events required to code the method in an environment of programming allowing the use of power system calculations (load flow, short-circuit, load shedding, management of units powers) in order to analyse the system state for each new event.