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MINISTERE DE L‘ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE FERHAT ABBAS — SETIF
UFAS (ALGERIE)
Faculté de Technologie
Mémoire de Magister
Présenté au département d‘Electrotechnique
Pour obtenir le diplôme
De Magister En Electrotechnique
Option :
Réseaux Electriques
Par :
Melle. MOKHNACHE Madiha
Thème
Etude de la stabilité d’une ferme éolienne connectée à un
réseau électrique avec des dispositifs FACTS
Soutenu le 08/01/2012 devant la commission d’examen composée de :
M. BAYADI Abdelhafid
Professeur à l‘Université de Sétif
Président
M. GHERBI Ahmed
Maître de Conférences à l‘Université de Sétif
Rapporteur
M.HEMSAS Kamel Eddine
Maître de Conférences à l‘Université de Sétif
Examinateur
M. HACHEMI Mabrouk
Maître de Conférences à l‘Université de Sétif
Examinateur

Dédicaces
Je dédie ce modeste travail,
-A ma mère
-A mon père
-A mon époux Abdelaziz et ma fille Meriem
- A mes très chers frères : Walid et Khaled
-A ma sœur et son époux et son adorable fillette Tasnime.
-Aux familles Mokhnache et Bellout
Je ne peux pas clore mes dédicaces, sans rendre un grand hommage à mademoiselle N.BRIK pour
m‘avoir tout simplement donner une grande partie de l‘énergie nécessaire pour conclure ce travail.

Remerciements
Je tiens à remercier en tout premier lieu Dr. Ahmed GHERBI, Directeur de ce mémoire, pour avoir
suivi ce travail avec autant de rigueur que de sympathie et de m‘avoir formée sur tous les aspects des
métiers de la recherche et de l‘enseignement. Je lui exprime toute ma gratitude pour sa grande
expérience, ses qualités humaines ainsi que ses inestimables conseils qui m‘ont permis de mener à bien
ce mémoire. Qu‘il trouve dans ce mémoire la marque de ma gratitude et de mes remerciements.
Je remercie également tous les membres du jury pour l‘intérêt qu‘ils ont porté à mon travail :
Prof. BAYADI Abdelhafid pour m‘avoir fait l‘honneur de présider le jury de ce mémoire Dr. HEMSAS
Kamel Eddine et Dr. HACHEMI Mabrouk pour avoir accepté d‘être examinateurs de ce mémoire et
pour leur participation au jury.
A tous les enseignants du département d‘électrotechnique qui, au cours des années de
formation, n'ont ménagé aucun effort pour m‘inculquer les valeurs de rigueur, de travail et de discipline.
C‘est aussi l'occasion pour moi de leur adresser mes sincères remerciements pour leur soutien qu‘ils
m‘ont souvent prêté durant toute ma scolarité à l'université.
A l'ensemble de tous mes camarades et amies, pour la parfaite collaboration dont ils ont fait
montré afin que mon passage à la faculté se fasse dans un esprit de solidarité et de compréhension
mutuelle.
Enfin, je ne saurais oublier mon époux qui m‘a apporté soutien et encouragement durant toutes
ces années.
Sétif, le 08/01/2012
M.MOKHNACHE

SOMMAIRE
Sommaire
INTRODUCTION GENERALE ............................................................................... 1
Chapitre 01 ......................................................................................................................... 4
SURVOL SUR LES SYSTEMES EOLIENS ............................................................ 4
1.1. Introduction ................................................................................................................................................................. 4
1.2. Situation énergétique mondiale ......................................................................................................................... 4
1.3. Descriptif et qualités de l'énergie éolienne ................................................................................................... 5
1.3.1. Définition de l'énergie éolienne ........................................................................................................................... 5
1.3.2. Principaux composants d’une éolienne............................................................................................................ 6
1.4. Différents types d’éoliennes ................................................................................................................................. 7
1.4.1. Eoliennes à axe vertical ............................................................................................................................................ 7
1.4.2. Eoliennes à axe horizontal ...................................................................................................................................... 7
1.4.3. Différentes technologies d’éoliennes................................................................................................................. 8
1.5. Types de régulation de puissance ..................................................................................................................... 9
1.6. Intérêt de la vitesse variable ............................................................................................................................. 12
1.7. Caractéristique puissance - vitesse d’une éolienne à grande puissance ..................................... 12
1.8. Types de conversions électromécanique .................................................................................................... 14
1.8.1. Machines asynchrones à cage d'écureuil ...................................................................................................... 14
1.8.2. Machine asynchrone à double alimentation (rotor bobiné) ............................................................... 15
1.8.3. Générateur synchrone ........................................................................................................................................... 18
1.9. IMPACTS DE L’ENERGIE EOLIENNE ............................................................................................................. 19
1.9.1. Couplage au réseau ................................................................................................................................................. 19
1.9.2. Fluctuations de puissance .................................................................................................................................... 20
1.9.3. Comportement sur creux de tension .............................................................................................................. 21
1.10. Conclusion ............................................................................................................................................................... 21
Chapitre 02 ....................................................................................................................... 22
AMELIORATION DE LA STABILITE D’UNE FERME EOLIENNE ...................22
2.1. Introduction .............................................................................................................................................................. 22
2.2. Stabilité des réseaux ............................................................................................................................................. 22
2.2.1. Classification de la stabilité des réseaux électriques .............................................................................. 23
2.2.2. Stabilité de l’angle de rotor ................................................................................................................................. 23
2.2.3. Stabilité de tension .................................................................................................................................................. 30
2.2.4. Stabilité de fréquence ............................................................................................................................................ 31

SOMMAIRE
2.3. Moyen d’amélioration de la stabilité ............................................................................................................. 31
2.3.1. Amélioration de la stabilité par les PSS ......................................................................................................... 31
2.3.2. Amélioration de la stabilité par les FACTS .................................................................................................. 32
2.3.3. Comparaison entre le SVC et le STATCOM. .................................................................................................. 36
2.3.4. Application des dispositifs FACTS dans les réseaux électriques....................................................... 41
2.4. Conclusion .................................................................................................................................................................. 43
Chapitre 03 ....................................................................................................................... 44
MODELISATION DU SYSTEME ETUDIE ..........................................................44
3.1. Introduction .............................................................................................................................................................. 44
3.2. Modélisation d’un système éolien .................................................................................................................. 44
3.2.1. Modèles du vent ........................................................................................................................................................ 44
3.2.2. Modélisation de la turbine ................................................................................................................................... 45
3.2.3. Modélisation de la machine asynchrone....................................................................................................... 50
3.3. Modélisation du STATCOM ................................................................................................................................ 58
3.3.1. Modèle mathématique de STATCOM .............................................................................................................. 58
3.3.2. Modèle mathématique en considérant le circuit DC ............................................................................... 59
3.4. Conclusion .................................................................................................................................................................. 61
Chapitre 04 ....................................................................................................................... 62
SIMULATIONS ET INTERPRETATIONS DES RESULTATS
OBTENUS .............................................................................................................62
4.1. Introduction .............................................................................................................................................................. 62
4.2. Raccordement des éoliennes aux réseaux électriques ......................................................................... 62
4.2.1. Nécessité de même tension ................................................................................................................................. 63
4.2.2. Nécessité de même fréquence nominale ...................................................................................................... 63
4.3. Etude d’une éolienne à vitesse fixe intégrée à un jeu de barres infini .......................................... 63
4.3.1. Description du réseau étudié ............................................................................................................................. 63
4.3.2. Résultats de Simulation ........................................................................................................................................ 64
4.4. Etude d’une ferme éolienne à vitesse variable intégrée à un réseau multimachine.............. 71
4.4.1. Sans l’intégration de la ferme éolienne ......................................................................................................... 72
4.4.2. Avec l’intégration de la ferme éolienne ......................................................................................................... 74
4.4.3. Avec l’intégration de STATCOM ........................................................................................................................ 75
4.5. Conclusion .................................................................................................................................................................. 77
CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES ............................................78
Annexe ………………………………………………………………………………………………………………………….80