Evaluation de la sûreté de fonctionnement des réseaux de distribution par la simulation Monte Carlo : application à des stratégies de maintenance optimales

Distribution power system reliability assessment using Monte Carlo simulation : optimal maintenance strategy application

• Auteur / Autrice : Andreea Bianca Ocnasu
• Direction : Jean-Pierre Rognon, Yvon Bésanger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Pascal Cambronne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Wojciech Bienia, Philippe Carer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Kirschen, Xavier Roboam

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux électriques (énergie)

Résumé

Le secteur électrique est confronté aujourd'hui à de nouveaux défis imposés par la dérégulation du marché d'électricité, la volonté de réduire les émissions de gaz à effet de serre, le développement des nouvelles technologies. Nous assistons à un besoin croissant en terme d'analyse de sûreté de fonctionnement des réseaux de distribution, qui se manifeste par une migration des méthodes utilisées auparavant dans les réseaux de transport vers le niveau de la distribution. Dans une thèse précédente, une méthode de calcul basée sur une simulation Monte Carlo séquentielle a été développée. Une première partie de la présente thèse concerne l'étude des méthodes d'accélération de calculs. Les meilleurs résultats ont été obtenus pour une hybridation des méthodes des Variables Antithétiques et de Stratification. Nous avons abordé ensuite l'étude de faisabilité d'une méthode d'optimisation basée sur des critères de sûreté. L'application choisie a été l'optimisation des stratégies de maintenance préventive des équipements du réseau. Nous avons cherché, pour tous les équipements du système, le nombre optimal de maintenances préventives et la valeur du taux de défaillance maximal quand la maintenance est réalisée, en minimisant le coût total (coût de la maintenance préventive, maintenance corrective et coût d'interruption des clients). Au final, un ensemble de réflexions liées au développement futur d'un outil d'analyse de sûreté a été présenté. Une structure modulaire de l'outil est proposée pour faciliter son utilisation, ainsi que des possibilités de parallélisation des calculs pour une meilleure efficacité.

Today, the electricity sector is confronted with new challenges imposed by the deregulation of the electricity market, the international desire to reduce the greenhouse gases emissions, the development of new technologies. There is an increasing need to assess the reliability of the distribution systems. We can see a migration of methods specially used at transmission level to the distribution level. In a previous PhD, a method based on a sequential Monte Carlo simulation has been developed. The first part of this thesis deals with the study of acceleration methods. Two methods were tested, Antithetic Variates and Stratification. The best acceleration was achieved by a combination of these two methods. Then, we discussed the feasibility study of an optimization method based on reliability criteria. The chosen application was the preventive maintenance strategies optimization. We looked for the optimal number of preventive maintenance and the maximum value of failure rate when maintenance is carried out, minimising the total cost (cost of preventive maintenance, corrective maintenance and the cost of interruptions). In the end, a series of reflections related to the future development of a reliability analysis tool were presented. A modular structure of the tool is proposed to facilitate its use, and the possibility of parallel calculations for a better efficiency.