Memoire

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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
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UNIVERSITE FERHAT ABBAS — SETIF
UFAS (ALGERIE)
Mémoire de Magister
Présenté au département d’Electrotechnique
Faculté de Technologie
Pour obtenir le diplôme
De Magister En Electrotechnique
Option :
Machines Electriques et leurs commandes
Par :
M. ZITOUNI Fares
Thème
Amélioration de la Stabilité Transitoire des Réseaux
Electriques par l’utilisation des Systèmes FACTS
Soutenu le 15/12/2010 devant la commission d’examen composée de :
M. HACHEMI Mabrouk Maître de Conférences à l’Université de Sétif Président
M. GHERBI Ahmed Maître de Conférences à l’Université de Sétif Rapporteur
M. BOUKTIR Tarek Professeur à l’Université de Sétif Examinateur
M. BAYADI Abdelhafid Maître de Conférences à l’Université de Sétif Examinateur
M. RADJEAI Hammoud Maître de Conférences à l’Université de Sétif Examinateur

Dédicaces
Je dédier ce mémoire
à ma mère
à mon père
à mon épouse
à ma fille Djoumana
à mes frères et mes sœurs

Remerciements
Je tiens à remercier en tout premier lieu Dr. Ahmed GHERBI, Directeur de ce mémoire. je lui
exprime toute ma gratitude pour son expérience, son soutien inconditionnel et ses qualités humaines,
son encadrement qui m’a offert la possibilité de réaliser ce travail et qui m’a permis d’élargir mon
spectre de connaissances scientifiques.
Je remercie également tous les membres du jury pour l’intérêt qu’ils ont porté à mon travail :
− Dr. Mabrouk HACHEMI, pour m’avoir fait l’honneur de présider le jury de ce mémoire.
− Dr. Abdelhafid BAYADI pour avoir accepter d’être examinateur de ce mémoire et pour sa
participation au jury.
− Pr. Tarek BOUKTIR pour avoir accepté d’être examinateur de ce travail et enrichir le débat
avec ses remarques très pertinentes.
− Dr. Hammoud RADJEAI pour avoir accepté sa participation au jury de ce mémoire.
Merci aussi à mes enseignants et à mes collègues de l’université qui m’ont accompagné dans mon
parcours. Finalement, mes remerciements vont aussi à l’ensemble de mes collègues et mes amis pour
leurs soutiens et leurs encouragements tout au long de mon cursus.
Sétif, le 30/06/2010
F. ZITOUNI.

S OMMAIRE
Sommaire
I NTRODUCTION G ENERALE ............................................................................. XI
Chapitre 01 ......................................................................................................................... 1.1
P ROBLEME D E L A S TABILITE .......................................................................1.1
1.1. Introduction ...................................................................................................................................................... 1.1
1.2. Stabilité des systèmes : Définition ............................................................................................................ 1.1
1.3. Différents types de la stabilité de système de puissance ................................................................ 1.2
1.3.1. Stabilité de l’angle de rotor ............................................................................................................................ 1.2
1.3.2. Stabilité de tension ............................................................................................................................................ 1.7
1.3.3. Stabilité de fréquence ....................................................................................................................................... 1.7
1.4. Limite de stabilité en régime permanent .............................................................................................. 1.8
1.5. Nécessite du synchronisme ......................................................................................................................... 1.8
1.6. Analyse de la stabilité des réseaux électriques ................................................................................... 1.9
1.7. Détermination du régime initial avant défaut ..................................................................................... 1.9
1.7.1. Méthode de Gauss- Seidel ............................................................................................................................... 1.9
1.7.2. Méthode de Newton-Raphson.................................................................................................................... 1.10
1.8. Modélisation de la machine synchrone ............................................................................................... 1.11
1.8.1. Hypothèses simplificatrices ........................................................................................................................ 1.12
1.8.2. Transformation de Park ............................................................................................................................... 1.13
1.9. Réseau de transport .................................................................................................................................... 1.15
1.9.1. Modélisation d’une ligne de transport ................................................................................................... 1.15
1.9.2. Modélisation Des Transformateurs ......................................................................................................... 1.16
1.9.3. Modélisation d’une charge .......................................................................................................................... 1.16
1.10. Conclusion .................................................................................................................................................... 1.17
Chapitre 02 ......................................................................................................................... 2.1
M ETHODES D ’A NALYSE DE LA S TABILITE DU S YSTEME
E LECTRIQUE : E TAT D E L’ ART .....................................................................2.1
2.1. Introduction ...................................................................................................................................................... 2.1
2.2. Stabilité transitoire ........................................................................................................................................ 2.1
2.3. Méthodes d’analyse de la stabilité transitoire ..................................................................................... 2.2
2.3.1. Méthodes indirectes d’intégration numériques .................................................................................... 2.2
2.3.2. Méthodes directes énergétiques: ................................................................................................................. 2.2
2.3.3. Méthodes probabilistiques ............................................................................................................................. 2.2

S OMMAIRE
2.3.4. Méthodes basées sur la reconnaissance de forme ................................................................................ 2.3
2.3.5. Méthodes non linéaires adaptatives ........................................................................................................... 2.3
2.3.6. Méthodes hybrides ............................................................................................................................................ 2.3
2.4. Moyens d’amélioration de la stabilité transitoire .............................................................................. 2.3
2.4.1. Amélioration par les moyens classiques .................................................................................................. 2.3
2.4.2. Amélioration par les moyens modernes ................................................................................................... 2.4
2.5. Méthodes Analytiques d’amélioration de la stabilité transitoire avec FACTS ........................ 2.6
2.5.1. Méthodes directes énergétiques .................................................................................................................. 2.6
2.5.2. Méthodes DFL (Direct Feedback Linearizing) ........................................................................................ 2.7
2.5.3. Méthode de résidu ............................................................................................................................................. 2.8
2.5.4. Méthode de stabilisation quadratique robuste ...................................................................................... 2.9
2.5.5. Méthode adaptatives ...................................................................................................................................... 2.10
2.5.6. Méthode De Pareto (Algorithme Genetic polyvalente)................................................................... 2.11
2.5.7. Méthode hybride ............................................................................................................................................. 2.12
2.6. Conclusion ...................................................................................................................................................... 2.13
Chapitre 03 ......................................................................................................................... 3.1
L ES S YSTEMES FACTS ...................................................................................3.1
3.1. Introduction ...................................................................................................................................................... 3.1
3.2. Calcul de puissance ........................................................................................................................................ 3.1
3.3. Classification des dispositifs FACTS ........................................................................................................ 3.2
3.3.1. Compensateurs Parallèles .............................................................................................................................. 3.3
3.3.2. Compensateurs séries ...................................................................................................................................... 3.6
3.3.3. Compensateurs séries à base de GTO thyristors .................................................................................. 3.7
3.3.4. Compensateurs hybrides (série – parallèle) ........................................................................................... 3.8
3.4. Modélisation des dispositifs FACTS ...................................................................................................... 3.11
3.4.1. Modification de la matrice d’admittance nodale ................................................................................ 3.11
3.4.2. Modèle de compensateur statique de puissance réactive SVC ..................................................... 3.12
3.4.3. Modèle du compensateur série à thyristors TCSC ............................................................................. 3.13
3.5. Propriétés des dispositifs FACTS ........................................................................................................... 3.15
3.5.1. Avantages des dispositifs FACTS .............................................................................................................. 3.15
3.5.2. Inconvénients des dispositifs FACTS ...................................................................................................... 3.15
3.6. Principaux avantages techniques des différentes technologies de FACTS ............................ 3.16
3.7. Conclusion ...................................................................................................................................................... 3.16
Chapitre 04 ............................................................................................................................. 1
S IMULATION E T A NALYSE DES R ESULTATS .................................................. 1
4.1. Introduction ......................................................................................................................................................... 1