Smaller Default Larger

Soutenance de MEZHOUD NABIL

République Algérienne Démocratique Et Populaire

Ministère De L’enseignement Supérieur Et De La Recherche Scientifique

Université 20 Août 1955- Skikda

Faculté De Technologie, Département De Génie Electrique

 

Thèse présentée par:  MEZHOUD NABIL, Pour L’obtention Du diplôme de Doctorat en Sciences, Option: Modélisation & Simulation des Installations Electriques Industrielles

Thème:  CONTRIBUTION A L’ETUDE DE L’ECOULEMENT DE PUISSANCE OPTIMAL D’UN RESEAU ELECTRIQUE MIXTE AC/DC/AC PAR LES FACTS INTELLIGENTS

Soutenue   Le 13/05/2017

                    

Jury Composé De:

Président            H. BOUZEKRI       MCA.    Université du 20 Août 1955 - Skikda
Rapporteur          S. LEULMI           Prof.    Université du 20 Août 1955 - Skikda
Co- Rapporteur    A. BOUKADOUM    Prof.    Université du 20 Août 1955 - Skikda
Examinateurs       A. BAYADI          Prof.    Université Ferhat  Abbas - Sétif
                        A. GHERBI           Prof.    Université Ferhat  Abbas - Sétif
                        R. BOUZERARA     MCA.    Université de Constantine 1
Invité                O. BOUDEBOUZ    MCA.    Université du 20 Août 1955 - Skikda

 

Résumé

L'industrialisation et la croissance de la population sont les premiers facteurs pour lesquels la consommation de l'énergie électrique augmente, régulièrement. Ainsi, pour avoir un équilibre entre la production et la consommation, il est, à première vue, nécessaire d'augmenter le nombre de centrales électriques, de lignes, de transformateurs… etc. Ceci implique une augmentation de coût et une dégradation du milieu naturel.
Sous des conditions normales, les systèmes de transmission électrique fonctionnent en régime permanent. Avec certaines contraintes, les calculs exigeant la caractérisation de cet état sont appelés : Ecoulement de puissance  optimal «EPO».
L’émergence prépondérante de l’électronique de puissance a introduit de nouveaux composants ou liens, très puissants, fiables, efficaces et très utiles pour le fonctionnement sécuritaire et économique des réseaux électriques modernes. Parmi ces nouveaux liens, nous citons l’emploi des liaisons CC (DC links).
Dans cette recherche, nous essayons à contribuer à la solution de l’écoulement de puissance optimal d’un réseau électrique mixte AC/DC/AC par l'application des techniques d’optimisation méta-heuristiques en présence des dispositifs FACTS intelligents dans les systèmes électro-énergétiques modernes.
Notre but principal est de minimiser la fonction objective nécessaire pour un meilleur équilibre, en régime permanent, entre la production de l’énergie électrique  et sa consommation dans les réseaux électriques  mixtes AC/DC/AC. La fonction caractérisant cet équilibre se présente sous forme d’une fonction non linéaire, en tenant compte des contraintes d’égalités et d’inégalités nécessaires.
La fonction objective est une minimisation de la fonction coût de production de l’énergie électrique et des pertes de la puissance active tout en conservant les puissances des générateurs, les amplitudes des tensions, les capacités des condensateurs shunts, les inductances des réacteurs séries et les rapports des transformateurs dans des limites acceptables.
L’incorporation des FACTS intelligents, l’introduction du system ou d’une liaison CC (HVDC system or DC link) et les techniques d’optimisation méta-heuristiques feront l’objet principal de cette étude en vue de l’optimisation  de l’EPO d’un réseau mixte AC/DC/AC moderne.
De plus, nous étalerons sur le traitement du problème de l’EPO sans liaison CC par l’utilisation des  techniques sues – indiquées pour les réseaux électriques classiques (AC).
Cette optimisation sera basée sur l’application de la méthode du point intérieur (PI) et 3 techniques d’optimisation dites modernes ou nouvelles  tels que l’optimisation par essaims de particules (OEP, les algorithmes génétiques (AG) et les algorithmes de colonies de fourmis (ACF).
Ces techniques seront appliquées sur 3 types de réseaux standards, à savoir les réseaux IEEE-5 JdB, IEEE-14 JdB et IEEE-30 JdB pour une éventuelle validation et comparaison des résultats avec des références bien établies.
Les propositions sur les perspectives et la continuation de ce travail pour de futures recherches doctorales (HDR) et scientifiques ou technologiques  auront, certainement, leur part en fin de ce travail.  
     
Mots clés : Optimisation ; Réseaux électriques mixtes AC/DC/AC ;  Lien ou liaison en courant continu (CC) ; Ecoulement de puissance (EP) ; Contraintes de sécurité ; Ecoulement de puissance optimal mixte (EPOM) ; Convertisseurs de source de tension (CST) ; Haute tension à courant continu (HTCC) ; FACTS intelligents ; Méthodes méta-heuristiques ;  Optimisation par essaims de particules (OEP) ; Algorithmes génétiques (AG) ; Algorithmes de colonies de fourmis (ACF).


 

 

Abstarct

The industrialization and the growth of the population are the main factors for which the consumption of the electric power increases regularly. Thus, to achieve a balance between the production and the consumption, it is, at first sight, necessary to increase the number of power plants, of lines, of transformers … and so on. This implies an increase in cost and a degradation of the environment.
Under normal conditions, the electric transmission systems operate in steady conditions. With certain constraints, the calculations requiring the characterization of this state are called : Optimal load flow «OLF».
The eminent appearance of the power electronics has introduced new components or links, very powerful, reliable, efficient and very useful for the security and economic operation of the modern electrical networks.  Among these new links, we mention the use of DC link.
In this research, we endeavor to contribute to the solution of the optimal power flow of a mixed AC/DC/AC electrical network by the application of the meta-heuristics optimization techniques, in the presence of intelligent FACTS devices in the modern electrical power networks.
Our main goal is to minimize the objective function necessary for a best balance, between the energy production and its consumption in the mixed AC/DC/AC electrical networks, under normal operation. The function characterizing this balance is presented in the form of a nonlinear function, taking into account the necessary constraints of equality and of inequality.
The objective function is a minimization of the cost function of the power generation and active power losses while preserving the powers of the generators, the voltages magnitudes, the capacitors of the shunts condensers, the inductances of the series reactors and the ratios of the transformers within acceptable limits.
The incorporation of the intelligent FACTS, the introduction of the HVDC system or a DC link and the méta-heuristic optimization techniques will be the main object of this study for the OPF of the mixed AC/DC/AC modern network.
Furthermore, we will undertake, in detail, the study of the OPF without DC link under the use of the above indicated techniques, for the traditional AC electrical networks.
This optimization will be based, on the application of the interior point method (IPM) and of 3 optimization techniques known as modern or new methods such as : Particle swarm optimization (PSO), genetic algorithm (GA) and ant colony optimization (ACO).
These techniques will be examined and tested on the 3 types of standard networks, namely the IEEE-5bus, IEEE-14bus and IEEE-30bus systems, for an eventual validation and comparison of the obtained results with well known references.
 Some perspective propositions and the continuation of this work for future doctoral (HDR) and scientific or technological research will, certainly, be evocated at the end of this study.

 

Keywords:Optimization; Mixed AC/DC/AC electrical networks; DC-link; Power flow (PF); Security constraints; Mixed optimal power flow (MOPF); Voltage source converter (VSC); High voltage direct current (HVDC); Intelligent FACTS; Meta-heuristics methods;  Particle swarm optimization (PSO); Genetic algorithm (GA); Ant colony optimization (ACO).

 

 

 

 

 

Adresse:

 

Contacts PGP

Adresse:

BP 26 Route d'El-Hadaiek 21000 Skikda - ALGERIE

(Faculté de Technologie- Département de Pétrochimie & Génie des procédés)

E-mails:

fac.techno@univ-skikda.dz

Research Space