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Amélioration de l’amortissement des oscillations de puissance du réseau électrique avec les dispositifs FACTS et les mesures à distance

Nguyen Duc, Huy (2011). Amélioration de l’amortissement des oscillations de puissance du réseau électrique avec les dispositifs FACTS et les mesures à distance. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce travail de recherche présente une méthode d’analyse et de la conception des systèmes de commande globale pour amortir des oscillations électromécaniques les plus critiques dans un réseau électrique. Nous utilisons une structure commune de commande hiérarchique, dans laquelle le contrôleur global fonctionne en parallèle avec les boucles de commande locale. Pour cette structure de commande il est désiré que le contrôleur global améliore l’amortissement des modes d’oscillation critiques, sans causer de mauvaises interactions aux autres dynamiques du réseau.

Pour atteindre cet objectif, nous proposons tout d’abord un schéma de commande spécial, qui utilise la modulation bang bang et l’identification en ligne pour atténuer l’oscillation critique du réseau. Cette approche de commande permet à la fois de maximiser l’effort de commande et de minimiser les interactions.

Une méthode d’analyse de robustesse de ce schéma de commande est aussi élaborée, pour évaluer sa robustesse au changement du mode d’opération et au délai de communication. Cette méthode d’analyse est aussi applicable pour tout type de commande linéaire d’amortissement du réseau. Un résultat important avec cette méthode est que le lien entre le délai de communication et la détérioration de l’amortissement de certains modes d’oscillation peut être analysé quantitativement.

Une analyse de sélection des boucles commande globale est aussi proposée dans ce travail. Un indice de l’interaction est proposé pour permettre de classifier plus facilement les boucles de commande, selon leurs interactions avec tous les modes du réseau.

Titre traduit

Improving power system's oscillation damping with facts and remote measurements

Résumé traduit

This thesis studies the analysis and design methods for power system global damping controllers to stabilize the most critical electromechanical oscillations. We adopt a common hierarchical structure, in which the global controller operates on top of local controllers. For this structure, it is desirable that the global loop improves damping of the most critical oscillations while having little impact to other power system dynamics.

To meet this objective, we propose a special control scheme that utilizes bang bang modulation and online identification to suppress the critical oscillation. This approach allows to maximize the control effort and minimize interaction problems at the same time.

A robustness analysis for this special control scheme is also proposed, to measure its robustness to change in operating conditions and time delay. This robustness analysis framework is also applicable to all types of linear power swing damping controllers. An important result from this framework is that we can analyze the link between time delay and the degradation of damping of some oscillation modes.

An analysis of control loop selection for the global controllers is also proposed in this work. A new modal interaction index, which allows quick and easy classification of global control loops by their degree of interaction, is proposed.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie" Bibliogr. : f. [107]-114.
Mots-clés libres: Réseaux électriques (Énergie) - Stabilité. analyse de robustesse, distance, identification en ligne, mesure, oscillation, modulation bang bang, puissance, sélection de boucle de commande.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Dessaint, Louis-A.
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Okou, Aimé Francis
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 22 févr. 2013 18:29
Dernière modification: 27 févr. 2017 22:23
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1135

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