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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 Magistère
Présenté au Département d’Electrotechnique
Faculté de Technologie
Pour obtenir le diplôme
De Magister En Electrotechnique
Option :
Réseaux Electriques
Par :
M.BOUHADOUZA Boubekeur
Thème
Amélioration de la Stabilité Transitoire des Fermes Eoliennes par
l’utilisation du STATCOM
Soutenu le 28/04/2011 devant la commission d’examen composée de :
Dr. HACHEMI Mabrouk Maître de Conférences à l’Université de Sétif Président
Dr. GHERBI Ahmed Maître de Conférences à l’Université de Sétif Rapporteur
Dr.BAYADI A/Hafid Professeur à l’Université de Sétif Examinateur
Dr. BOUKTIR Tarek Professeur à l’Université de Sétif Examinateur
Dr. RADJEAI Hammoud Maître de Conférences à l’Université de Sétif Examinateur

Dédicaces
Je dédie ce modeste travail,
− Tout d’abord à ma mère, le symbole d’amour, que Dieu la garde,
− à mon père que Dieu fasse que tu vives à jamais.
− A mes frères, mes sœurs, mes cousins, mes amis et toute la famille BOUHADOUZA.
Je ne peux pas clore mes dédicaces, sans rendre un grand hommage à ma future femme.
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……………………………………………………………………………………………………….

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 tiens à remercier également Dr. HACHEMI Mabrouk, Maître de Conférences, du
département d’électrotechnique de l’Université de Sétif qui me fait l'honneur de présider le jury de
soutenance du présent mémoire.
− J'adresse mes remerciements aux membres de jury qui ont accepté d'examiner ce mémoire en lui
apportant de l'intérêt, Pr. BOUKTIR Tarek professeur au département d’électrotechnique de
l'Université de Sétif, Dr. BAYADI A/Hafid, Professeur au département d'électrotechnique de
l'Université de Sétif et Dr. RADJEAI Hammoud Maître de Conférences, au Département
d’électrotechnique de l’université de Sétif.
Merci à mes enseignants et à mes collègues de l’université qui m’ont accompagné dans mon
parcours.
Je tiens à remercier Monsieur IDIR Mahmoud, Ingénieur en électrotechnique pour ses
encouragements.
Finalement, Mes remerciements vont aussi à l’ensemble de mes camarades et mes amis pour
leurs soutiens et leurs encouragements tout au long de mon cursus.
Sétif, le 28 /04/2011
……………………….

S OMMAIRE
Sommaire
I NTRODUCTION G ENERALE ............................................................................ XII
Chapitre 01
I MPACT D E L’ INSERTION D ES E OLIENNES D ANS L E R ESEAU
E LECTRIQUE
1.1. Introduction ...................................................................................................................................................... 1.1
1.2. Technologie des éoliennes .......................................................................................................................... 1.1
1.2.1. Description ............................................................................................................................................................ 1.1
1.2.2. Conversion de l’énergie cinétique du vent en énergie électrique .................................................. 1.2
1.2.3. Puissance extraite de vent .............................................................................................................................. 1.2
1.3. Stratégies de fonctionnement d’une éolienne ..................................................................................... 1.4
1.3.1. Bilan des forces sur une pale ......................................................................................................................... 1.4
1.3.2. Systèmes de régulation de la vitesse de rotation de l’éolienne ....................................................... 1.5
1.3.2.1. Système à décrochage aérodynamique “ stall“ ................................................................................. 1.5
1.3.2.2. Système d’orientation des pales “ pitch “ ......................................................................................... 1.5
1.4. Différents types d’éoliennes ....................................................................................................................... 1.6
1.4.1. Éoliennes à vitesse fixe .................................................................................................................................... 1.6
1.4.2. Éoliennes à vitesse variable ........................................................................................................................... 1.8
1.5. Synthèse des différentes éoliennes ....................................................................................................... 1.12
1.6. Contraintes d’intégration des aérogénérateurs aux réseaux électriques .............................. 1.13
1.7. Conclusion ...................................................................................................................................................... 1.19
Chapitre 02
M OYENS D’ AMELIORATION D E L A S TABILITE T RANSITOIRE
D ES F ERMES E OLIENNES
2.1. Introduction ...................................................................................................................................................... 2.1
2.2. Stabilité des systèmes électriques ............................................................................................................ 2.2
2.2.1. Différents types de stabilité de système électrique ............................................................................. 2.2
2.2.1.1. Stabilité statique .................................................................................................................................... 2.2
2.2.1.2. Stabilité dynamique .............................................................................................................................. 2.2
2.2.1.3. Stabilité transitoire ................................................................................................................................ 2.3
2.2.2. Moyens d’amélioration de la stabilité transitoire ................................................................................. 2.3
2.2.2.1. Compensation dans un système électrique ....................................................................................... 2.3
2.2.2.2. Moyens classiques de compensation réactive et de réglage de tension ........................................ 2.7

S OMMAIRE
2.2.2.3. Moyens modernes ................................................................................................................................ 2.9
2.3. Conclusion ...................................................................................................................................................... 2.17
Chapitre 03
M ODELISATION D U S YSTEME E TUDIE
3.1. Introduction ...................................................................................................................................................... 3.1
3.2. Modélisation du système ............................................................................................................................. 3.2
3.2.1. Modélisation des éléments du réseau électrique .................................................................................. 3.2
3.2.2. Modélisation du générateur éolien ............................................................................................................. 3.3
3.2.2.1. Le vent .................................................................................................................................................... 3.3
3.2.2.2. La turbine éolien ................................................................................................................................... 3.5
3.2.2.3. Modèle du multiplicateur .................................................................................................................... 3.8
3.2.2.4. L’arbre mécanique ................................................................................................................................ 3.8
3.2.2.5. Machine asynchrone à cage ................................................................................................................. 3.9
3.2.3. Modélisation du STATCOM.......................................................................................................................... 3.14
3.2.3.1. Modèle mathématique simplifié ...................................................................................................... 3.14
3.2.3.2. Modèle mathématique en considérant le circuit DC ................................................................... 3.16
3.2.3.3. Contrôle du STATCOM .................................................................................................................. 3.17
3.3. Conclusion ...................................................................................................................................................... 3.20
Chapitre 04
S IMULATIONS ET I NTERPRETATIONS DES R ESULTATS
4.1 . Introduction ...................................................................................................................................................... 4.1
4.2. Conditions de raccordement des éoliennes au SEE ........................................................................... 4.1
4.3. Stabilité d’une génératrice asynchrone couplée au réseau électrique ....................................... 4.2
4.4. Première Application..................................................................................................................................... 4.2
4.4.1. Description de réseau étudié ......................................................................................................................... 4.2
4.4.2. Simulation ............................................................................................................................................................. 4.3
4.4.2.1. Absence de STATCOM ...................................................................................................................... 4.3
4.4.2.2. Absence de STATCOM avec un défaut biphasé à la terre : .......................................................... 4.5
4.4.2.3. Présence de STATCOM avec un défaut biphasé à la terre ........................................................... 4.6
4.4.2.4. Présence de SVC avec un défaut biphasé ......................................................................................... 4.7
4.4.2.5. Comparaison entre le SVC et le STATCOM ................................................................................... 4.9
 Deuxième application .................................................................................................................................... 4.9
4.5.1. Description du réseau étudié ........................................................................................................................ 4.9
4.5.2. Simulation .......................................................................................................................................................... 4.10