Interactions des dispositifs FACTS dans les grands réseaux électriques

Power fiow increase and environmental constraints in power Systems hâve led to FACTS (Flexible AC Transmission Systems) devices insertion in order to improve the power System exploitation. Thèse devices are able to cany out some funétions such as the voltage support, the power transfer control and the increase of power transfer capability. Moreover, due to their fast response time, they are an efficient tool for damping low frequency oscillations. This new FACTS devices application is important as power Systems are more and more interconnected and thereby more sensitive to inter-area eîectromechanical oscillations. However, the recourse to several FACTS devices in a power System requires the careful study of the possible controller interaction phenomena between FACTS devices and with others system éléments. This thesis deals with the analysis and resolution of dynamic phenomena due to interaction problems resulting from the insertion of one or several shunt FACTS devices. Sensitivity and influence indices are defined from the controllability and observability notions, respectively, in order to preview the interaction phenomena importance due to a FACTS device insertions and to identify the influence areas of a FACTS device. Thèse indices are applied to a two-area four-machine test system and to a simplified real 29-machine power system. Two coordination methods (" minimax " method and decentralized linear quadratic method) are used to coordinate the FACTS devices themselves and a FACTS device and PSS (Power System Stabilizer) in the two-area four-machine test system.L'augmentation des transits de puissance dans les réseaux d'énergie électrique ainsi que les contraintes environnementales ont conduit à l'introduction des dispositifs FACTS (Flexible AC Transmission Systems) pour l'amélioration de l'exploitation des réseaux. Ces dispositifs sont capables de remplir diverses fonctions comme le maintien de la tension, le contrôle des flux de puissance, l'amélioration de la stabilité du réseau, l'augmentation de la puissance transmissible maximale, etc. De plus, grâce à leur temps de réponse rapide, ils sont apparus comme des outils efficaces pour l'amortissement des oscillations électromécaniques très basses fréquences. Cette nouvelle fonction des dispositifs FACTS est d'autant plus importante que les réseaux mondiaux sont de plus en plus interconnectés, donc sensibles aux oscillations électromécaniques inter-régions. Cependant, le recours à de nombreux dispositifs FACTS dans un réseau nécessite d'étudier attentivement les éventuels problèmes d'interaction de régulation des dispositifs FACTS entre eux, mais aussi avec les autres éléments du réseau. Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse traite des phénomènes dynamiques liés aux problèmes d'interaction résultant de l'insertion d'un ou plusieurs dispositifs FACTS shunt. Des indices de sensibilité et d'influence sont définis depuis les concepts de commandabilité et d'observabilité respectivement afin de prévoir l'importance des phénomènes d'interaction liés à l'insertion d'un dispositif FACTS et d'identifier les zones d'influence du dispositif FACTS. Ces indices sont appliqués à un réseau test 2 zones 4 machines et à un réseau réel simplifié 29 machines. Deux méthodes de coordination (méthode de type " minimax " et méthode linéaire quadratique décentralisée) sont mises en œuvre pour coordonner les dispositifs FACTS entre eux et avec les stabilisateurs de puissance (PSS - Power System Stabilizer) dans le réseau test 2 zones 4 machines