Lien

R
EPUBLIQUE
A
LGERIENNE
D
EMOCRATIQUE ET
P
OPULAIRE
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université Amar Teli
dji,
Laghouat
Faculté des Sciences
et Sciences de
l’Ingénieur
Département Génie Electrique
Mémoire de Magist
er en
Electrotechnique
Option
: Analyse,
Conduite
e
t
Commande des Réseaux Electriques
THEME
Optimisation Multiobjectif de la Synthèse des FACTS par les
Particules en Essaim pour le Contrôle de la S
tabilité
de Tension
des Réseaux Electriques
Présenté par
:
Rabah BENABID
Ingénieur d’Eta
t
en Electrotechnique de l’Université de Jijel
Souten
u le
04
/
09
/2007 devant le jury
composé de
:
I.
K. LEFKA
I
ER
Professeur à l’UATL
Président
M
.
BOUDOUR
Maître
de Conférence
s
à l’USTHB
Rapporteur
A. HELLAL Professeur à l’UATL
Examinateur
L. MOKRANI
Maître de Conférences
à l’UATL
Examinateur
S. ARIF
Chargé de Cours à l’UATL
Invité
UAT, Laghouat
: 2007

ﺺﺨﻠﻣ
:
ﻧ
سرﺪ
ﻲﻓ
ھ
ا هﺬ
ﺔﻠﻜﺸﻣ ﺔﻟﺎﺳﺮﻟ
راﺮﻘﺘﺳﻻا
ﻦﻛﺎﺴﻟا
ﺮﺗﻮﺘﻠﻟ
ﺔﯿﺋﺎﺑﺮﮭﻜﻟا ﺔﻤﻈﻧﻷا ﻲﻓ
.
ﻲﻓ ﺎﻧﺪﻤﺘﻋا
ﺮﯾﺪﻘﺗ
ا
راﺮﻘﺘﺳ
ﺮﺗﻮﺘﻟا
ﻰﻠﻋ
ﺔﻘﯾﺮط
ﻞﺻاﻮﺘﻤﻟا ةرﺪﻘﻟا ﺾﯿﻓ
.
نإ
ﻻا
لﺎﻤﻌﺘﺳ
ﻟ ﻞﺜﻣﻷا
ﻛ و ﺔﻠﻋﺎﻔﺘﻤﻟا ﺔﻗﺎﻄﻠﻟ ﺖﺑﺎﺜﻟا ضﻮﻌﻤﻟا زﺎﮭﺠﻠ
ﺬ
ﻢﻜﺤﺘﻤﻟا ﻲﻠﺴﻠﺴﺘﻟا ضﻮﻌﻤﻟا ﻚﻟا
ﮫﯿﻓ
رﻮﺘﺳﺮﺘﻟا ﺔﻄﺳاﻮﺑ
ﺗ ﻲﻓ
ﻦﯿﺴﺤ
ﻦﻛﺎﺴﻟا راﺮﻘﺘﺳﻻا
ﺮﺗﻮﺘﻠﻟ
ﺪﻗ
ﻲﻈﺣ
ﺑ
ﻣﺎﻤﺘھﺎ
ﻲﻓ ﺎﻨ
ﻟﺎﺳر
ﺎﻨﺘ
ھ
هﺬ
.
نإ
ﺔﻠﻜﺸﻣ
ﺖﻤﺗ ﻂﻐﻀﻟا رﺎﯿﮭﻧا
ﺔﻠﻜﺸﻤﻛ ﺎﮭﺘﻏﺎﯿﺻ
ﻛ و ﺪﯿﺣﻮﻟا فﺪﮭﻟا تاذ ﺔﯿﻨﯿﺴﺤﺗ
ﺬ
فاﺪھﻷا ةدﺪﻌﺘﻣ ﻚﻟا
،
ﮭﻟو
ﺬ
ﺔﻘﯾﺮﻄﻟ عاﻮﻧأ ةﺪﻋ ﺎﻨﻠﻤﻌﺘﺳا ضﺮﻐﻟا ا
باﺮﺳﻷا
ﺔﯿﺋﺰﺠﻟا
ﻞﯿﻠﺤﺗ ﻲﻓ
ﻦﻛﺎﺴﻟا راﺮﻘﺘﺳﻻا ﺔﻠﻜﺸﻣ
ﺮﺗﻮﺘﻠﻟ
,
ھ و ﻻأ
ﻲ
:
ﺔﯿﻠﺻﻷا ﺔﻘﯾﺮﻄﻟا
,
باﺮﺳﻷا
ﺐﯿﺗﺮﺘﻟا تاذ ﺔﯿﺋﺰﺠﻟا
ﺮﯿﻏ
ﻟا
ﻮﻠﻐﻤ
ب
و
ﻚﻟاﺪﻛ
باﺮﺳﻷا
فاﺪھﻷا ةدﺪﻌﺘﻣ ﺔﯿﺋﺰﺠﻟا
.
ھ
هﺬ
ﺮﻛﺬﻟا ﺔﻔﻟﺎﺴﻟا قﺮﻄﻟا
،
ﺎﮭﺘﻏﺎﯿﺻ ﻢﺗ
ﺎﮭﻧأ ﺚﯿﺤﺑ
ﻦﯿﻌﺑ ﺬﺧﺄﺗ
ﻋﻻا
ةﺮﻤﺘﺴﻤﻟا تاﺮﯿﻐﺘﻤﻟا رﺎﺒﺘ
و
ةﺮﻤﺘﺴﻤﻟا ﺮﯿﻐﻟا
.
ﺔﯿﺣﺎﺘﻔﻤﻟا تﺎﻤﻠﻜﻟا
:
ﻦﻛﺎﺴﻟا راﺮﻘﺘﺳﻻا
ﺮﺗﻮﺘﻠﻟ
,
ﺶﻣﺎھ
ﻻا
راﺮﻘﺘﺳ
ﻦﻛﺎﺴﻟا
ﺮﺗﻮﺘﻠﻟ
,
ﺔﻘﯾﺮط
باﺮﺳﻷا
ﺔﯿﺋﺰﺠﻟا
,
ضﻮﻌﻤﻟا
ﺖﺑﺎﺜﻟا
ﺔﻠﻋﺎﻔﺘﻤﻟا ﺔﻗﺎﻄﻠﻟ
,
ﻢﻜﺤﺘﻤﻟا ﻲﻠﺴﻠﺴﺘﻟا ضﻮﻌﻤﻟا
ﮫﯿﻓ
رﻮﺘﺳﺮﺘﻟا ﺔﻄﺳاﻮﺑ
.
Résumé
:
Ce mémoire t
raite
du
problème de la stabilité statique de tension
dans les
réseaux électriques.
Des notions
de base
relatives à l’instabilité et l’effondrement de tension
ont été
s
présenté
e
s.
La
stabilité de tension d’un réseau électrique a été évaluée par la méthode d’écoulement de puissance
en
continu (CPF
)
.
L’utilisation
optimale
du
compensateur statique d’é
nergie réactive
(
SVC
)
et d
u
Compensateur série commandé par thyristor
(
TCSC
)
dans l’amélioration de la marge de stabilité
statique de tension, a retenu aussi notre intérêt dans ce mémoire.
Le problème d’effondrement de
tension a été formulé comme un probl
ème d’optimisation mono
-
objecti
f et également
multi
-
objectif. Plusieurs variantes de la méthode d’optimisation par essaim de particules à savoir
: la
méthode de base PSO
,
NSPSO (
Non
dominated Sorting Particle Swarm Optim
i
zation
) et MOPSO
(
Multi
-
objective P
article Swarm Optimization
) sont appliq
uées au problème de la stabilité
de
tension
. Ces méthodes sont modifiées afin
de prendre en considération
aussi bien les variables
continues
que les variables discrètes.
Mots
-
clés
:
Stabilité Statique de Tension, Marg
e de S
tabilité de
T
ension, Méthode d’optimisation
par Essaim de Particule, SVC, TCSC
.
Abstract
:
This work
deals with the problem of the static
voltage
stability
in the power systems
. Basic
concepts relating
to the
instability and
voltage
collaps
e are
p
resented.
The
voltage
stability
of
power system
is
assessed
by the
method of C
ontinu
ation Power
F
low
(CPF)
.
The
optimal
use of the
SVC and
The
TCSC
in
the improvement of the
static voltage stability
margin
also
retains
our
interest in this memory. The
voltage collapse
problem
is
formulated
as
mono
-
objective and multi
-
objective
optimization
problem
. Several alternatives of the
Particle Swarm Optimization method
,
namely
:
the basic
PSO
, NSPSO
(
Non
dominated Sorting Particle
Swarm Optimization
)
and
MOPSO
(
Multi
-
objective
Particle Swarm
Optimization
)
are
applied
to the problem
of
voltage
stability
. These methods are modified in order to
take into
account the continuous
as well as the
discrete variables
of the multimachine power system
.
Keywords
: Static Vol
tage Stability, Voltage Stability Margin, Particle Swarm
Optimization
Method, SVC, TCSC
.

R
EMERCIEMENTS
Mes remerciem
ents les plus vifs, vont à mon D
irecteur de mémoire monsieur
Mohamed BOUDOUR,
M
aître de conférence à l’USTHB pour son aide, son orientation
judicieuse et sa disponibilité, aussi pour la confiance, la patience et la compréhensi
on
qu’il m’a toujours manifesté …
Je tiens ég
alement à remercier Monsieur Abdel
Hafid
HELLAL
,
Professeur à
l’UATL pour son aide, son orientation
judicieuse, ses conseilles, disponibilité
et son
encouragement
spécialement durant l’année théoriques
.
Je tiens
également à remercier Monsieur Lakhdar
MOKRANI,
Maître de
Conférences à l’UATL pour son aide
et
son
orientation durant l’année théorique.
Je tiens également à remercier Monsieur Salem ARIF, Chargé de Cours à l’UATL
pour son aide, son encouragement, sa dis
ponibilité, spécialement durant l’année
théorique.
Je remercie
également
M
onsieur
Ibn Khaldoun
LEFKAIER,
Professeur à l'UATL
d’avoir accepté de
Présider le jury de soutenance.
Je veux aussi exprimer ma vive reconnaissance envers tous les enseignants du po
ste
graduation du réseau électrique.
«
Une personne qui n’a jamais commis d’erreur …
…n’a jamais tenté d’innover
»
Albert Einstein

D
EDICACE
Je
dédiée ce travail
à
:
Ma
Mère
,
A
mon
Père Ali,
A
M
a
Femme,
A
ABderaouf,
A
mes frères
:
Hichem,
Abdenour, Mohammed et Hamza
,
A
ma
Soeur
,
A B
ounesseba
S
A
DAK
,
Et à tous mes
Amis
RABAH BENABID
/07/2007

L
ISTE DES
F
IGURES
UATL 2007
VI
L
ISTE DES
F
IGURES
Figure 1.1
Classification des types de la stabilité des réseaux électriques.
..............................
8
Figure 1.2
Réseau électrique à deux noeuds.
............................................................................
10
F
igure 1.3
Principe d’écoulement de puissance continu.
..........................................................
1
9
Figure 2.1
Modèle en
d’une ligne électrique........................................................................
2
5
Figure 2.2
Modèle d
’un transformateur.
...................................................................................
2
6
Figure 2.3
Structure d’un SVC
................................................................................................
40
Figure 2.4
Modèle
d’un SVC
....................................................................................................
4
2
Figure 2.5
Modèle d’un TCSC
.................................................................................................
4
2
Figure 3.1
Rés
eau électrique à deux nœuds
..............................................................................
4
8
Figure 3.2
Courbe de bifurcation de tension
.............................................................................
50
Figure 3.3
Schéma syn
optique du réseau d’application.
..........................................................
5
2
Figure 3.4
Caractéristique PV pour différente valeurs de
tan
B
.......................................
53
Figure 3.5
Influence de TCSC sur
la caractéristique
PV
.
.........................................................
5
4
Figure 3.6
Influence du SVC sur la courbe de bifurcation de tension.
.....................................
5
5
Figure 3.7
Influence de
OLTC
sur la courbe de bifurcation.
....
................................................
5
6
Figure 3.8
Influence des modèles de charge sur la caractéristique
PV
.....................................
5
9
Figure 4.1
Illustration des différents minima d’une fonction objective
.......................
............
65
Figure 4.2
Front de Pareto d’un problème d’optimisation bi
-
objectif.
....................................
6
8
Figure 4.3
Principe de déplacement d’un point de recherche par PSO.
...................................
7
5
Figure 4.4
Organigramm
e général de PSO.
..............................................................................
7
7
Figure 4.5
Méthode de Hu et Eberhart
.....................................................................................
7
8
Figure 4.6
Méthode de Parsopou
los et Varhatis.
......................................................................
7
9
Figure 4.7
Principe de l’arbre de dominance
............................................................................
80
Figure 4.
8
Principe de sélection du
gbest
dans l’algorithme de Fielsend et Singh.
..................
81
Figure 4.
9
Méthode de sigma
...................................................................................................
8
2
Figure 4.10
Technique de grille
...............................
.................................................................
83
Figure 4.1
1
Classement de 10 particules dans quatre fronts de Pareto.
..................................
8
5
Figure 4.1
2
Principe de
la méthode
de niche.
..................................
.......................................
8
6
Figure 4.1
3
Front
ière
d
e
Pareto
tracée par MOPSO
..............................................................
91
Figure 4.14
Frontière de Pareto tracée par NSPSO
................................................
................
92
Figure 5.1
Réseau test IEEE 14 nœuds.
..................................................................................
9
5