Contrôle de flux de puissance et amélioration de la qualité de l'énergie dans les réseaux de distribution interconnectés

Power-flow control and power-quality enhancement in interconnected distribution networks

• Auteur / Autrice : Maialen Boyra
• Direction : Jean-Luc Thomas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energie (SPI)
• Date : Soutenance le 03/10/2012
• Etablissement(s) : Supélec
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences et Technologies de l'Information, des Télécommunications et des Systèmes (Orsay, Essonne ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Supélec Sciences des Systèmes - EA4454 / E3S
• Jury : Président / Présidente : Alfred Rufer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gonzalo Abad, Abdelkrim Benchaib, Claude Marchand, Jean-Claude Vannier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Didier Georges, Benoît Robyns

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électronique de puissance

Électricité -- Production

Mots clés libres

Réseaux intelligents

Réseaux de distribution

Flux de puissance

Amélioration de la qualité

Smartgrids

Distributiongrids

Power-flow

Power-Quality

Résumé

L’introduction massive des sources de génération distribuée est un des challenges le plus importants dans les réseaux de distribution intelligents (aussi connus comme Smartgrids). Pour augmenter le taux de pénétration des sources de génération distribuées cette thèse se projette sur un scénario futur où les réseaux de distribution seront maillés. Afin de proposer des solutions qui faciliteront une migration vers de réseaux de distribution plus maillés, les deux objectifs majeurs qu’ont été fixés pour cette thèse sont:- L’étude d’une solution capable de moduler le flux de puissance (actif et réactif indépendamment) entre deux réseaux de distribution.- Par ailleurs, la solution évaluée doit aussi être capable d’améliorer la qualité de l’énergie dans un des réseaux ou d’empêcher la propagation des perturbations d’un réseau à l’autre.Pour satisfaire le double défi de contrôler le flux de puissance et la qualité de l’énergie simultanément, cette thèse propose l’utilisation d’un Unified Power Line Conditioner (UPLC). Compte tenu des capacités exceptionnelles de l’UPLC, l’ambition principale de cette thèse réside à explorer le potentiel et l’intérêt de l’utiliser pour interconnecter deux réseaux de distribution. Il ne faut néanmoins pas oublier que l’UPLC n’est pas le seul appareil à pouvoir combiner les fonctions de contrôle de flux de puissance et d’amélioration de la qualité électrique. Il existe, également, un appareil appelé Medium Voltage Direct Current (MVDC) qui est capable de réaliser les mêmes fonctions ou similaires. Dû à l’importance de ce fait, une partie de la thèse est consacré à la comparaison entre l’UPLC et le MVDC.

Large scale penetration of distributed generation is one of the most important challenges that Smartgrids will need to deal with. Among the possible solutions to increase the amount of distributed generation, there is one that consists in meshing the existing looped (but radially operated) distribution-grid topologies. In order to migrate towards meshed and actively operated topologies, this PhD proposes:- The study a solution that is able to modulate power-flow (active and reactive powers independently) in the ties between distribution grids.- The analyzed solution must also be able to improve power-quality or to avoid propagation of power quality disturbances from one grid to the other.In order to satisfy the double challenge of controlling power-flow and power quality simultaneously, this PhD proposes the use of a Unified Power Line Conditioner (UPLC). Considering the outstanding functionalities of UPLC, the main ambition of the PhD is to explore the potential and the interest of using such an apparatus for interconnecting MV distribution grids.It must nevertheless consider that UPLC is not the only a device capable of combining these functions. A device named Medium Voltage Direct Current (MVDC) can also deal with these multiple objectives. One part of the PhD is thus committed to a comprehensive comparison between both apparatus.