Kamel SAOUDI

وزاةر اــــا ـــا و ـــا ــــــــــ ــ
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
ــ تـ ـــس - ـ ـــ1
UNIVERSITE FERHAT ABBAS — SETIF1
UFAS (ALGERIE)
Thèse de Doctorat
Présenté au département d’Electrotechnique
Faculté de Technologie
Pour obtenir le diplôme de
Doctorat en Science en Electrotechnique
Option :
Réseaux Electriques
Par :
Kamel SAOUDI
Thème
Stabilisateurs intelligents des systèmes électro-énergétiques
Soutenu le 02 novembre 2014 devant le jury composé de :
RAHMANI Lazhar Professeur à l’université de Sétif1 Président
HARMAS Mohamed N Professeur à l’université de Sétif1 Rapporteur
BOUKTIR Tarek Professeur à l’université de Sétif1 Examinateur
ABDESSEMED Rachid Professeur à l’université de BATNA Examinateur
CHAGHI Aziz Professeur à l’université de BATNA Examinateur
CHIKHI Khaled Professeur à l’université de BATNA Examinateur

Remerciements

Dédicaces

S OMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE..................................................13
Chapitre 01 .......................................................................................16
S TABILITE TRANSITOIRE DES RESEAUX D ’ ENERGIE
ELECTRIQUES ................................................................................16
1.1. Introduction..................................................................................................................................... 16
1.2. Stabilité des réseaux d’énergie électrique................................................................................. 16
1.3. Différents types de stabilité......................................................................................................... 16
1.3.1. Stabilité de l’angle du rotor........................................................................................................... 17
1.3.2. Stabilité de tension.......................................................................................................................... 19
1.3.3. Stabilité de fréquence..................................................................................................................... 19
1.4. Méthodes d’analyse de la stabilité transitoire.......................................................................... 19
1.4.1. Intégration Numérique................................................................................................................... 19
1.4.2. Méthodes directes ou méthodes énergétiques........................................................................... 19
1.4.3. Méthodes hybrides.......................................................................................................................... 23
1.4.4. Méthodes stochastiques................................................................................................................. 24
1.5. Conclusion....................................................................................................................................... 24
Chapitre 02 .......................................................................................25
M ODELISATION DES RESEAUX ELECTRIQUES ET LEURS
REGULATEURS ...............................................................................25
2.1. Introduction..................................................................................................................................... 25
2.2. Modélisation de la machine synchrone (Modèle à deux axes)............................................. 26
2.2.1. Introduction...................................................................................................................................... 26
2.2.2. Hypothèses du modèle................................................................................................................... 26
2.2.3. Transformation de Park.................................................................................................................. 27
2.2.4. Équation du mouvement de la machine synchrone................................................................. 29
2.2.5. Équations électriques de la machine synchrone..................................................................... 32
2.3. Modélisation des régulateurs de la machine ............................................................................ 36
2.3.1. Régulateur de tension..................................................................................................................... 36
2.3.2. Stabilisateur de puissance (PSS).................................................................................................. 37

S OMMAIRE
2.3.3. Régulateur de vitesse et model de la turbine............................................................................. 38
2.4. Modélisation des réseaux de transport ...................................................................................... 38
2.4.1. Ligne de transmission..................................................................................................................... 38
2.4.2. Les transformateurs ........................................................................................................................ 39
2.5. Modélisation des charges............................................................................................................. 40
2.6. Equations du réseau multi-machines ......................................................................................... 40
2.7. Modèle d'équation d’état d’un système de puissance............................................................. 43
2.8. Conclusion....................................................................................................................................... 44
Chapitre 03 .......................................................................................45
C ONCEPTION D ’ UN STABILISATEUR INTELLIGENT :
INDIRECT ADAPTATIF FLOU DE MODE GLISSANT ..........................45
3.1. Introduction..................................................................................................................................... 45
3.2. Formulation de problème............................................................................................................. 46
3.2.1. Model dynamique de système de puissance.............................................................................. 46
3.2.2. Objectif de commande................................................................................................................... 47
3.3. Conception d’un stabilisateur indirect adaptatif flou d’un système de puissance............ 48
3.3.1. Systèmes logiques flous :.............................................................................................................. 48
3.3.2. Conception d’un contrôleur indirect adaptatif flou ................................................................. 49
3.4. Conception d’un stabilisateur indirect adaptatif flou mode glissant d’un système de
puissance....................................................................................................................................... 53
3.4.1. Commande par mode glissant...................................................................................................... 53
3.4.2. Conception d’un contrôleur indirect adaptatif flou par mode glissant................................ 56
3.5. Conclusion....................................................................................................................................... 61
Chapitre 04 .......................................................................................62
R ESULTATS ET V ALIDATION .........................................................62
4.1. Introduction..................................................................................................................................... 62
4.2. Procédé de conception d’un stabilisateur indirect adaptatif flou de mode glissant. ........ 62
4.3. L'optimisation par essaim de particules (PSO)........................................................................ 65
4.4. Application au système mono machine SMIB........................................................................ 67