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Les réseaux de transport
Les réseaux de transport ont principalement pour mission :
De collecter l’électricité produite par les centrales importantes et de l’acheminer par grand flux vers les zones de consommation
De permettre l’interconnexion des centrales de production
Ils sont caractérisés par [4]:
Les tensions 150 kV, 220 kV et dernièrement 420 kV,
Neutre directement mis à la terre,
Réseau maillé.
En matière de production décentralisée, les réseaux de transport jouent un rôle lié au fait qu’ils constituent l’ossature du système électrique pour les échanges d’énergie et que l’intégration d’une proportion appréciable de ce type de production aura une influence sur le comportement global du système et sur son exploitation. Même si, pour une grande part, cette production décentralisée sera connectée au réseau de distribution. En effet, cette intégration va requérir une grande flexibilité des échanges entre production centralisée et production décentralisée. [5] A Madagascar, la longueur de la ligne de transport atteint 944,37 km en 2011[3].
Topologies des réseaux électriques
Il est important de trouver un compromis entre le coût des investissements supplémentaires et celui de la défaillance éventuelle, que l’on peut tirer par l’énergie risquant de ne pas être distribuée. Ce compromis ne peut être le même suivant les fonctions assurées par les réseaux, leur tension, le type d’usagers raccordés à ceux-ci. Cela conduit à des différentes topologies de réseaux dont nous pouvons citer les réseaux radiaux, bouclés et maillés.[7]
Les réseaux radiaux C’est une topologie simple qu’on trouve usuellement dans la distribution MT et BT. Elle est composée d’une ligne alimentée par des postes de distribution MT ou BT alimentés au départ par un poste source HT ou MT. [8] Leur configuration est celle rencontrée dans l’exploitation des réseaux de distribution dont les sources de tension sont constituées d’un ou plusieurs transformateur(s) abaisseur(s). La tension fournie par chacune de ces sources peut être variable en suivant les fluctuations du réseau haute tension auquel est branché le transformateur, ou réglable si le rapport de transformation peut être modifié.
Les réseaux maillés Ce sont des réseaux dans lesquels les liaisons forment des boucles dont la majorité a des côtés communs, réalisant ainsi une structure semblable aux mailles d’un filet. Ainsi, si un hôte est hors service, ses voisins passeront par une autre route. Cela évite d’avoir des points sensibles, qui en cas de panne, coupent la connexion d’une partie du réseau. Cette structure nécessite que tous les tronçons de lignes (ou de câbles) soient capables de surcharges permanentes, et qu’ils soient munis à leurs deux extrémités, d’appareils de coupure, les isolant en cas d’avarie. Cette structure est généralement utilisée pour le transport.
Les réseaux bouclés Un réseau bouclé est un réseau maillé simplifié présentant un certain nombre de boucles fermées. Le réseau est dit bouclé car pour chaque phase, les lignes forment un circuit fermé sur lui-même. Chacune de boucle contient un nombre limité de sources.
Les postes électriques ou sous-stations électriques
Un poste électrique est un ensemble d’appareillage arrangé de sorte à [8]:
Faire transiter la puissance d’un niveau de tension à un autre, en général s’il s’agit d’un poste de répartition ou de distribution, le poste sert à baisser latension ;
Régler de la tension, comptage de puissance,surveillance, etc.
Un poste électrique est donc un élément du réseau électrique servant à la fois à la transmission et à la distribution d’électricité. Il permet d’élever la tension électrique pour sa transmission, puis de la redescendre en vue de sa consommation par les utilisateurs (particuliers ou industriels). Les postes électriques se trouvent donc aux extrémités des lignes de transmission ou de distribution. On distingue généralement des sous-stations :
directes (ou d’aiguillage) : qui assurent les liaisons entre lignes a même tension (sans transformateur de liaison);
de transformation : qui relient des réseaux à tensions différentes. Avant d’être transportée, la tension de l’alternateur subit une première transformation, une élévation, à l’aide d’un transformateur élévateur (survolteur). Le but de cette élévation est de réduire les pertes par effet Joule dans les lignes de transport. A proximité du lieu de distribution, cette tension subit une dernière transformation, un abaissement, à l’aide d’un transformateur abaisseur (sous-volteur), qui permet de fournir la tension au client final dans les normes.
de conversion : où l’on réalise une modification des caractéristiques de la tension, de la fréquence; passage de l’alternatif au continu…
Les principaux composants d’une sous-station consistent en : Appareillage de liaison : jeu de barres où aboutissent les raccordements aux centres consommateurs et producteurs; Appareillage de manœuvre et protection : disjoncteurs qui ouvrent ou ferment un circuit, suite à une manœuvre d’exploitation ou à un défaut imprévu dans le réseau (contournement d’isolateur, mise à la terre d’une phase, par exemple), sectionneur dont la principale fonction est d’assurer l’isolement du circuit qu’il protège (en anglais : »isolator ») Appareillage de régulation : transformateur à réglage en charge – batterie de condensateurs; Appareillage de conversion : surtout dans les sous-stations des chemins de fer (redresseurs); Appareillage de mesure : transformateurs de potentiel et d’intensité (T.P. -T.I.); appareils de mesure proprement dits et relais branchés au secondaire des transformateurs d’intensité et de potentiel; Services auxiliaires BT, courant alternatif et courant continu : réseaux alimentant les moteurs de commande, la signalisation, les verrouillages, le chauffage, l’éclairage; Appareillage d’automatisme, de télécommande, de télésignalisation, de télémesure.
Influence sur le dimensionnement des lignes et des postes électriques [13]
Il s’agit de s’assurer qu’aucun ouvrage (transformateurs, lignes) ne passe en surcharge du fait du raccordement de la production décentralisée au réseau. Ce dernier doit en effet fonctionner en sécurité en présence ou non de production décentralisée dans le réseau de distribution. Cela signifie que même dans le cas où la production décentralisée locale serait du même ordre de grandeur que la consommation, il faudra impérativement dimensionner les équipements de liaison au réseau haute tension pour l’entièreté de la consommation. Ceci pour produire l’énergie de substitution en cas de défaillance de la production locale ou absorber l’énergie générée par la production décentralisée fonctionnant à pleine puissance avec une faible consommation locale (heures creuses). Cette contrainte peut limiter la capacité d’accueil de production décentralisée sur un poste.
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Table des matières
INTRODUCTION
Partie I :ETAT DE L’ART
Chapitre I :GENERALITE SUR LES RESEAUX D’ENERGIE ELECTRIQUE
1. Définition
2. Classification des tensions dans un réseau électrique
3. Hiérarchisation d’un réseau électrique
4. Topologies des réseaux électriques
5. Constitution d’un réseau électrique
6. Stabilité des réseaux électriques
7. Le réglage du réseau [2]
8. Protection d’un réseau électrique
Chapitre II : GENERALITE SUR LES PRODUCTIONS DECENTRALISEES
1. Définitions
2. Les raisons du développement des productions décentralisées
3. Les avantages de la production décentralisée
4. Problèmes spécifiques à l’insertion des productions décentralisées dans le réseau
5. Les précautions à prendre face aux problèmes spécifiques à l’insertion des productions décentralisées dans le réseau
6. Classification des centrales photovoltaïques connectées au réseau
Chapitre III : LES SYSTEMES SOLAIRES PHOTOVOLTAÏQUES
1. L’énergie solaire
2. Principe de la production solaire photovoltaïque
3. Caractéristique électrique d’une cellule photovoltaïque
4. Module solaire photovoltaïque
5. Description d’une installation photovoltaïque sans stockage
6. Les différentes phases de construction d’une installation photovoltaïque
7. Les paramètres qui influencent la quantité d’énergie produite
8. La fin de vie d’une installation photovoltaïque [30]
9. Principes de détermination des coûts facturés à un producteur dans les projets de raccordement de production photovoltaïque au réseau [29]
Partie II :MATERIELS ET METHODES
Chapitre IV : MATERIELS
1. Lieu d’étude
2. Modélisation des éléments constitutifs du réseau électrique
3. Le logiciel de simulation Power World [38]
Chapitre V : METHODES
1. Les méthodes d’analyse de la stabilité en tension du réseau
2. Etude de répartition des charges ou « Load Flow »
Partie III :RESULTATS ET DISCUSSION
Chapitre VI :RESULTATS
1. Résultats de la simulation du modèle de réseau d’application sans la production décentralisée
2. Injection de la puissance 400 kW dans le réseau électrique de Tuléar
Chapitre VII : DISCUSSIONS
1. Constatation et interprétation des résultats
2. Recommandations sur les technologies pour améliorer la stabilité dynamique des réseaux électriques
3. Impacts des systèmes photovoltaïques
3.1. Impacts sur le climat et l’environnement
CONCLUSION
ANNEXE A
ANNEXE B
ANNEXE C
ANNEXE D
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