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Généralités sur les réseaux d’énergie électrique
Définition du réseau d’énergie électrique
Un réseau d’énergie électrique est l’ensemble des sous-systèmes destinés à la production de l’énergie électrique, au transport, à la répartition et la distribution de cette énergie jusqu’aux consommateurs finaux [2]. Le réseau doit satisfaire aux exigences suivantes pour que l’énergie électrique soit utilisable :
– assurer au client la puissance dont il a besoin ;
– fournir de l’énergie à une fréquence stable, à un prix acceptable ;
– maintenir des normes de sécurité ;
– protéger l’environnement .
Classification des réseaux électriques
Classification selon le système utilisé
Un réseau électrique peut fonctionner soit en régime continu soit en régime alternatif.
Classification selon le niveau de tension
La tension limite la puissance à transporter et doit fixer le dimensionnement des lignes et des matériels.
Classification selon les fonctions
Selon les différentes fonctions, on distingue :
– Les réseaux d’utilisation, qui alimentent les appareils domestiques ou des petits moteurs, dont la puissance individuelle va de quelques dizaines de watts à quelques kilowatts.
– Les réseaux industriels, qui font le ravitaillement dans les industries avec une puissance relativement élevée
– Les réseaux de distribution, qui fournissent la puissance demandée par les réseaux d’utilisation
– Les réseaux de répartition, qui fournissent la puissance aux réseaux de distribution sur des distances limitées à quelques dizaines de kilomètres. Ils sont alimentés, soit par des usines locales généralement hydrauliques, soit par des postes des réseaux de transport.
– Les réseaux de transport, qui assurent l’alimentation de l’ensemble du territoire, grâce à des transits de puissances importantes sur des distances variant de cent à plusieurs centaines de kilomètres.
– Les réseaux d’interconnexion, qui constituent des liaisons entre réseaux de transport puissants.
Classification selon l’architecture
Les réseaux électriques peuvent être organisés selon les types d’architectures suivantes :
– Réseau à structure bouclé, qui est alimenté par plusieurs sources. Les lignes les reliant, appelées « boucles », n’ont pas de discontinuité pour que ces sources débitent en parallèle. L’existence de plusieurs sources en parallèle augmente la sécurité d’alimentation.
– Réseau à structure maillée, c’est une structure où toutes les lignes sont bouclées, formant ainsi une structure analogue aux mailles d’un filet. Elle nécessite que tous les tronçons de lignes soient capables de surcharges permanentes, et qu’ils soient munis, à leurs deux extrémités, d’appareils de coupure, les isolant en cas d’avarie. On obtient ainsi une meilleure sécurité, mais à un prix plus élevé.
– Réseau à structure radial, qui est constitué de plusieurs artères se ramifiant dans différentes directions à partir d’une seule source. Ce sont les réseaux les moins onéreux puisqu’ils sont simples et peuvent être contrôlés et protégés par un appareillage simple.
L’interconnexion des réseaux d’énergies électriques
Généralités et exemples d’interconnexions
L’interconnexion est l’action de connecter et d’établir une liaison entre deux ou plusieurs réseaux d’énergie électrique. Elle permet une assistance mutuelle entre les réseaux connectés en cas de défaillance et une gestion de l’irrégularité de l’offre et de la demande. L’interconnexion s’est épanouit en Europe et aux Etats-Unis depuis la fin du XIXe siècle avec la « première » technique en 1891 du transport à haute tension Francfort-Lauffen. Depuis, plusieurs réseaux interconnectés étaient construites dans le monde, en-voici quelques exemples .
– L’interconnexion en Europe : Elle est composée de 27 pays interconnectés, dont 20 Etats membres de l’Union Européenne, avec les mêmes objectifs : sûreté du système électrique, optimisation économique et sécurité d’approvisionnement. Le réseau interconnecté est formé par 4 zones synchrones : les Pays nordiques, Royaume Uni, Irlande et Europe continentale. La puissance installée y est supérieure à 650 GW, avec une consommation annuelle de 3000 TWh et des échanges physiques de 300 TWh/an [3].
– Les interconnexions de l’Ontario avec les provinces et les États avoisinantes : l’Ontario est interconnecté avec deux provinces et trois États à travers 26 interconnexions où les échanges physiques peuvent atteindre 4 500 MW/an. Ces dispositions d’approvisionnement ont contribué à améliorer la fiabilité de l’énergie pour la province et à réduire les coûts pour les consommateurs de l’Ontario [4].
– Le réseau interconnecté d’Antananarivo (RIA) : Il est composé d’environ 19 centrales de production qui sont tous reliés au poste d’interconnexion d’Ambohimanambola, qui à son tour distribue l’énergie produite vers les 6 sousstations du RIA, à savoir : Ambodivona, Mandroseza, Ambohijatovo, Tana Ouest, Tana-Sud, Tana-Nord. Les échanges d’énergies dans le RIA peuvent atteindre 160 MW [5]. L’existence des lignes bretelles a amélioré la sécurité d’approvisionnement dans le réseau.
L’utilité des interconnexions
Les interconnexions sont prioritairement utilisées pour [6]:
– assurer la sûreté de fonctionnement des réseaux de transport d’électricité
– accroitre la fiabilité de l’alimentation et de l’approvisionnement
– optimiser les coûts de productions
– offrir une autre source d’alimentation pour combler le déficit en électricité
– donner une meilleure stabilité aux réseaux
– réduire les pannes d’électricité entrainant l’atténuation des difficultés économiques et sociales des bénéficiaires
– créer des opportunités d’emploi parmi les utilisateurs potentiels d’énergie aux fins d’exercer des activités économiques .
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : LES RESEAUX D’ENERGIE ELECTRIQUE
I.1. Généralités sur les réseaux d’énergie électrique
I.1.1. Définition du réseau d’énergie électrique
I.1.2. Classification des réseaux électriques
I.2. L’interconnexion des réseaux d’énergies électriques
I.2.1. Généralités et exemples d’interconnexions
I.2.2. L’utilité des interconnexions
I.3. Le problème de stabilité des réseaux interconnectés
I.3.1. Généralités sur la stabilité
I.3.2. La stabilité angulaire ou stabilité d’angle rotorique
I.3.3. La stabilité en fréquence
I.3.4. Stabilité en tension
I.4. Les autres contraintes des réseaux interconnectés
I.4.1. La congestion
I.4.2. L’îlotage (islanding)
I.4.3. Les harmoniques
I.4.4. Les variations de la consommation
CHAPITRE II : LES REGIONS DIANA ET SAVA
II.1. Situation géographique
II.1.1. Localisation
II.1.2. Reliefs
II.1.3. Climats
II.1.4. Hydrographie
II.1.5. Sols
II.2. Situation sociale
II.2.1. Démographies
II.2.2. Activités de la population
II.2.3. Sécurité
II.3. Situation économique
II.3.1. L’agriculture
II.3.2. Pêche et élevage
II.3.3. Industries et artisanats
II.3.4. Transport
II.3.5. Tourisme
II.3.6. Problèmes de l’économie
II.4. Situation énergétique
II.4.1. Situation actuelle
II.4.2. Les solutions aux problèmes énergétiques
CHAPITRE III : LE LOGICIEL DE SIMULATION
III.1. Présentation du logiciel Power World Simulator (PWS)
III.2. Prise en main de PWS
III.2.1. Les fichiers reconnus par PWS
III.2.2. La création d’un modèle de réseau électrique sous PWS
III.2.3. La simulation
III.2.4. La visualisation des résultats
III.3. Les diverses fonctionnalités de PWS
III.3.1. Le calcul de la répartition de puissance (Load Flow ou Power Flow)
III.3.2. Le dispatching économique et l’optimisation de la répartition de puissance (Optimal Power Flow, OPF)
III.3.3. L’analyse de court-circuit (Fault Analysis)
III.3.4. L’analyse des éventualités d’un réseau électrique (Contingency analysis, CA)
III.3.5. L’étude de la stabilité en tension (PV-curve, QV-curve)
III.3.6. L’analyse de la capacité de transfert (Avalaible Transfer Capability, ATC)
III.3.7. L’analyse de la stabilité transitoire (Transient Stability)
CHAPITRE IV : METHODES
CONCLUSION
