Estimation d'état des réseaux électriques de distribution maillés

This dissertation presents a new algorithm for the state estimation of meshed distribution networks using the unified approach of Distribution-System-State-Estimation with Modified-Augmented-Nodal-Analysis (DSSE-MANA). The main focus of this method is to estimate the load values, using the power and the power factor measurements separately. However, the proposed method is also applicable to the approaches of Load Flow and Load Allocation. The main contribution of this research is the demonstration that the method (DSSE-MANA) can estimate the state of meshed distribution networks. It also presents the integration of the power factor equations, which allows using additional information of the load or of the power factor measurement. It presents as well a stability improvement of the unified state estimation approach including virtual measurement of low precision when the networks aren't 100% observable.The models and algorithms are validated using the Load Flow (input: load power, output: current and voltage values) as the reverse process of state estimation (input: current and voltage measures, output: load power estimation). The tests cases have shown good numerical accuracy and robustness. The performance and the observability measure remain issues for further researches.

Résumé

Ce mémoire présente un nouvel algorithme qui a pour objectif d'estimer l'état des réseaux de distribution maillés en utilisant la méthode unifiée d'estimation d'état avec l'analyse-nodale-modifiée-augmentée (DSSE-MANA). L'intérêt principal de cette méthode est l'estimation des valeurs de la charge en utilisant leur mesure ou estimation de puissance et leur facteur de puissance de façon indépendante. De plus, cette méthode peut être appliquée au calcul de la répartition de puissance ou à l'allocation de charge. La contribution significative de cette recherche est la démonstration que la méthode (DSSE-MANA) peut estimer l'état des réseaux de distribution maillés. De plus, ce document présente l'intégration des équations du facteur de puissance, ce qui permet d'introduire des informations additionnelles de la charge ou des éléments de mesure du facteur de puissance. On propose aussi une amélioration de la stabilité de la méthode en incluant des mesures virtuelles de faible précision lorsque les réseaux ne sont pas 100% observables. Les modèles et les algorithmes ont été validés en utilisant la répartition de puissance (entrée : la puissance des charges, sorties : les valeurs de tension et de courant) comme le processus inverse de l'estimation d'état (entrée : mesures de tension et de courant, sortie : estimation de la charge). Les résultats démontrent une bonne précision numérique du modèle et une robustesse de l'algorithme. La performance de la résolution et la mesure de l'observabilité du réseau demeurent cependant une recherche importante à poursuivre.