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Étude comparative de méthodes de simulation de la stabilité transitoire

Apraez, Camilo (2012). Étude comparative de méthodes de simulation de la stabilité transitoire. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’analyse de la stabilité transitoire (ST) est l'un des outils les plus puissants pour étudier et améliorer le comportement des réseaux électriques. Par ailleurs, de nouveaux domaines de recherche utilisent la ST afin de déterminer l’écoulement de puissance de façon optimale à la suite d'une perturbation. La ST est une spécialité de la stabilité de l’angle du rotor qui simule et analyse le comportement dynamique des machines synchrones avant, pendant et après une perturbation. La tendance la plus courante pour étudier la ST est une simulation dans le domaine du temps (SDT). À cette fin, nous formulons un ensemble d’équations différentielles algébriques (EDA) qui simulent le comportement des machines ainsi que le fonctionnement du réseau. Ces équations sont non linéaires et leur résolution nécessite l'application de méthodes numériques d'intégration.

Ce projet met en oeuvre un programme de ST qui comprend le modèle détaillé et le modèle classique des machines synchrones. Pour la simulation avec le modèle classique, nous avons inclus dix méthodes différentes d'intégration implicites et explicites à pas d'intégration constants ou variables. Pour le modèle détaillé, nous avons réalisé deux algorithmes qui permettent de résoudre le système EDA avec des méthodes simultanées implicites et partitionnées explicites. De plus, nous avons testé le fonctionnement du programme dans les cas suivants: « WECC » trois machines, « New England » 10 machines, 17 machines et 50 machines. Pour chaque étude de cas, nous avons analysé les performances de chacune de ces méthodes en termes de précision et de rapidité d'exécution.

Ce programme vise à servir d’outil de simulation dans les recherches qui demandent l'utilisation d’un programme de ST.

Résumé traduit

Transient stability (TS) simulation is one of the most powerful tools to study and improve the behavior of power systems. In addition, new domains of research are using the TS to determine the optimal power flow after a disturbance. The TS is a division of the rotor angle stability that simulates and analyzes the dynamical behavior of synchronous machines before, during and after a disturbance. The most common pattern to study the transient stability is a time domain simulation (TDS). To this end, we formulate a set of algebraic differential equations (DAE) that simulate dynamical behavior of the machines connected to the power system. These equations are nonlinear and their solution requires the application of iterative numerical integration methods.

This project implements a TS program that includes detailed and classical models of synchronous machines. Similarly, for the simulation with the classical model, ten different integration methods using implicit and explicit integration with fix or variable integration steps were included. For the detailed model, two algorithms to solve the DAE system with simultaneous implicit and partitioned explicit methods were carried out. In addition, we tested how the program works in different cases: WECC three machines, New England ten machines, 17 machines and 50 machines. For each study case, the performance of each method in terms of accuracy and speed was analyzed.

This program aims to serve as a simulation tool in research requiring the use of a transient stability program.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'école de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique". Bibliogr. : f. [135]-136.
Mots-clés libres: Réseaux électriques (Énergie) Stabilité Classique, Détaillé, Modèle, Simulation, ST, Stabilité, Temps, Transitoire
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Dessaint, Louis-A.
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 05 juin 2012 20:36
Dernière modification: 02 mars 2017 19:59
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1000

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