Stabilité du réseau électrique de distribution. Analyse du point de vue automatique d'un système complexe

Stability of a distribution electrical network. Analysis from a complex system point of view

• Auteur / Autrice : Marjorie Cosson
• Direction : Didier Dumur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance le 19/09/2016
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : CentraleSupélec (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des signaux et systèmes (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1974-....)
• Jury : Président / Présidente : Antoine Girard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Dumur, Raphaël Caire, Bogdan Marinescu, Hervé Guéguen, Vincent Gabrion
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Kratz, Bruno François

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes complexes

Stabilité

Réseaux électriques (énergie)

Électricité -- Production -- Génération répartie

Systèmes dynamiques hybrides

Mots clés libres

Analyse de stabilité

Systèmes hybrides

Insertion de la production décentralisée

Stabilité en tension

Stability analysis

Hybrid systems

Distributed generation

Voltage stability

Résumé

Pour maintenir la tension dans des bornes admissibles, des régulations locales de puissance réactive (Q) en fonction de la tension (U) sont envisagées sur les réseaux de distribution. Ces travaux étudient l’impact de ces régulations sur la stabilité des réseaux de distribution accueillant de la production. Une étude empirique confirme le risque d’instabilité de la tension et souligne le lien avec les paramètres de la régulation. Pour aider les gestionnaires à les choisir, trois méthodes d’étude de la stabilité sont proposées. Tout d’abord, une méthode formelle fondée sur les notions d’abstraction discrète et de bisimulation est développée. Elle offre une grande précision au prix d’un effort de calcul important. Pour contournercette difficulté, un critère analytique portant sur le temps de réponse des régulations Q(U) est formulé. Ensuite, un critère valable dans tous les cas est proposé pour les codes de réseaux. Enfin, l’extension desméthodes à des cas plus complexes est discutée.

To maintain the voltage within specified limits, local control laws of distributed generators (DGs) reactive power (Q) with respect to their voltage (U) have been considered. This work studies the impact of Q(U) control laws on distribution feeders’voltage stability. An empirical study confirms the risk of voltage instability and highlights its dependence on control law parameters. To help distribution grid operators to choose these parameters, three methods assessing stability are formulated.First, a formal method based on discrete abstraction and bisimulation calculation is developed. The proposed approach yields precise results but with a high computational load. Then, to overcome this issue, an analytical criterion adapting Q(U) control laws response time with respect to grid parameters is formulated. Finally, a general criterion, valid in any cases, is established in order to be included in the grid codes. To conclude this work, extension to more complex cases is discussed.