L'objectif principal des réseaux électriques est de convertir l'énergie d'une forme naturelle
à la forme électrique et aussi de la distribuer aux clients avec la meilleure qualité.
L'énergie électrique est une des formes d'énergie les plus utilisées dans l'industrie, dans
les résidences, aux bureaux et dans le transport. Présentement, la complexité des réseaux
électriques augmente continuellement en raison de la croissance des interconnexions et de
l'utilisation des nouvelles technologies. Également, la croissance de la demande d'énergie
électrique a forcé l'utilisation des réseaux électriques à leur capacité maximale et donc près
de la limite de stabilité. Dans ces conditions, si le système est soumis à une perturbation,
la chute de la tension ou celle de la fréquence serait très probable. Par conséquent, les
équipements de contrôle, qui constituent une structure avec plusieurs niveaux de contrôle,
peuvent aider les réseaux électriques à surmonter les événements imprévus. Les récentes
pannes dans les réseaux électriques démontrent le besoin urgent d'une structure de contrôles
multi-niveaux basés sur une technologie avec très rapide réponse appelée en anglais Wide
Area Measurement and Control system (WAMAC). Présentement, le Wide Area Measurement
System (WAMS) qui utilise le Global Positioning System (GPS) et la technologie
satellite, joue un rôle important dans différentes parties du système de contrôle des
réseaux électriques pour emp^echer les pannes globales ou locales du système. Les informations
transférées par cette technologie seraient employées dans un contrôleur global appelé
Wide Area Controller en anglais pour améliorer la performance dynamique des réseaux
électriques pendant et après les perturbations.
Donc, pour implémenter un Wide-Area Controller dans cette thèse, nous présenterons
un plan multi-étapes pour l'amélioration de la stabilité du système et l'amortissement des
oscillations du réseau. La première étape de ce plan serait l'estimation d'état dynamique
des réseaux électriques en utilisant des phaseurs qui sont accessibles de Phasor Measurement
Unit (PMU). Les angles des machines synchrones estimés à la première étape, qui
pourrait nous montrer l'état des oscillations du réseau, seront utilisés comme des signaux
d'entrée pour le contrôleur. La deuxième étape de notre plan est de trouver les meilleurs
eplacements des dispositifs FACTS sur le réseau électrique pour augmenter la puissance
transmise dans le réseau, maximiser la chargeabilité et minimiser les pertes. Après le
placement optimal des dispositifs FACTS, la troisième étape consiste à implémenter le
Wide-Area Controller. Ce contrôleur reçoit les états estimés, qui sont disponibles à partir
des résultats de la première étape, et d'autres informations de partout dans le réseau
en utilisant des PMUs. Après la vérification des signaux reçus, le contrôleur commande
des contrôleurs locaux, tels que les contrôleurs des dispositifs FACTS qui ont été placés
de façon optimale à la deuxième étape. Le contrôleur implémenté modifie les signaux de
référence des éléments locaux pour améliorer la performance dynamique du système et
amortir les oscillations du réseau. / The main goal of power system is to convert the energy from one of its natural forms
to the electrical form and deliver it to the costumers with the best quality. So far, the
complexity of power system is continually increasing because of the growth in interconnections
and use of new technologies. Also, the growth of electrical energy demand has forced
the power networks to work with the maximum possible capacity and in turn near the
stability limits. In this condition, if the system is subjected to a disturbance, the voltage
or frequency collapse events would be more probable. Therefore the control equipments,
which constitute a multi level control structure, can help the power system to overcome
the contingencies. Recent collapse events in the power system networks show the urgent
need for such a multi level control structure based on a rapid response technology such as
Wide Area Measurement and Control (WAMAC). Nowadays, the wide area measurement
and monitoring, which uses the Global Positioning System (GPS) and satellite technology,
plays an important role in different parts of power system control strategies to prevent
from global or local collapses. The information transferred by this technology would be
employed in a master central controller, called wide area controller, to improve the power
system dynamic performance during and after disturbances.
From this point of view, in this thesis we will present a multi-step plan for system
stability improvement and network oscillations damping by implementing a FACTS-based
wide-area power oscillation damper (WA-POD) controller. The frrst step of this plan would
be the dynamic state estimation of power system using the phasor measurements signals
accessible from Phasor Measurement Units (PMUs). The estimated rotor angles of the
synchronous machines from the first step, which could show us the network oscillations
condition, will be used as the input signals of the wide-area controller. The second step of
this plan is to find the best locations of FACTS devices to increase the power transmitted
by network, maximize the system loadability and minimize the transmission line losses.
After optimal placement of FACTS controllers, the third step is to implement a wide-area
damping controller which receives the estimated rotor angles, available from the results of
step one, and other information from all over the network, and then modifies the set points
of optimized local control utilities such as FACTS device controllers. The implemented
wide area controller, which acts as a master controller, sends the reference signals and setpoints
to the local FACTS controllers such as UPFC to improve the oscillations damping
performance. This result in higher transfer limits across major transmission interfaces and
less blackouts in terms of frequency, duration and consequences.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QQLA.2013/29450 |
| Date | 01 1900 |
| Creators | Ghahremani, Esmaeil |
| Contributors | Le-Huy, Hoang, Kamwa, Innocent |
| Publisher | Université Laval |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Rights | © Esmaeil Ghahremani, 2013 |
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