Contribution à l'étude des systèmes de compensation FACTS en général, l'UPFC en particulier, pour le contrôle du transit de puissance dans un réseau de transport

Les réseaux électriques sont fortement maillés dans lesquels le transit de puissances est régi par les lois de Kirchhoff, sur lesquelles les dispatchers ont peu de moyens d'action. Il en résulte alors une répartition déséquilibrée des charges, provoquant ainsi des surcharges de certaines lignes du réseau et une diminution de la marge de stabilité de ce dernier. Face aux problèmes de la maîtrise du transport de l'énergie électrique, le consortium de compagnies d'électricité américaines (EPRI) a lancé le projet FACTS (Flexible Alternate Current Transmission System) en 1988. Le concept FACTS regroupe tous les systèmes à base d'électronique de puissance appliqués au réseau électrique. Le système UPFC (Unified Power Flow Controller) est le dispositif le plus complet et le plus performant des systèmes FACTS. Il est l'union d'un compensateur parallèle (CSPRA) et d'un compensateur série (ISA), et possède alors, à la fois, la fonctionnalité d'un CSPRA, d'une ISA et d'un déphaseur. Il est donc capable de contrôler, simultanément et indépendamment, la puissance active et la puissance réactive de la ligne. Il peut contrôler les trois paramètres associés au transit de puissance : la tension, l'impédance et l'angle de transport de la ligne. Le contrôle de l'un de ces paramètres permet de varier la puissance active de la ligne. Un modèle de ce dispositif est développé afin de déterminer le contrôle commande adéquat pour chacune des deux parties et chaque mode de contrôle de la puissance active. Ce travail est axé sur l'application des systèmes de compensation FACTS, en particulier l'UPFC pour contrôler le transit de puissance dans un réseau de transport dont les paramètres sont donnés par EDF. Les différentes simulations numériques, effectués sur MATLAB et SABER, ont montré l'apport de ces systèmes dans le contrôle du transit des puissances et confirment ainsi tout l'espoir qu'ils avaient suscité dans les années 90.Electrical systems are strongly interconnected where the power transit is governed solely by Kirchhoffs laws on which the dispatchers have no means to act. It results in sorne unbalanced distribution of loads, provoking thus overloads of sorne electrical lines and a reduction of the stability margin of the electrical system. In order to solve these problems of the electrical power transit control, the consortium of American electricity companies (EPRI) has launched the FACTS project (Flexible Alternate Current Transmission System) in 1988. The FACTS concept regroups all systems using power electronic devices applied on the electrical system. Among the FACTS systems, the UPFC device (Unified Power Flow Controller) is the most complete and the most effective. It is the union of a shunt compensator (CSPRA) and a series compensator (ISA), and has a functionality ofboth a CSPRA, an ISA and a phase-shifter. It is therefore able to control, simultaneously and independently, the active and reactive line power. It can control the three parameters associated to the power transit; the voltage, the impedance and the phase of the electrical line. The control of one of these parameters allows to vary the line active power. A model of this deviee is developed so as to determine the adequate controls of the shunt and series parts and in the same time, the one of the active power control. This work is devoted to the application of the FACTS systems, especiaIly to the UPFC in order to control the power transit in an electrical system whose parameters are given by EDF. The different numerical simulations, undertaken on MATLAB and SABER, have shown the contribution of these devices to control the power transit and confirm aIl the hopes they had aroused in years 90