Études des contrôles des réseaux de distribution dans l'analyse d'écoulement de puissance multiphasé

Ce mémoire présente un modèle permettant d'intégrer et de gérer les contrôles des prises des transformateurs et des régulateurs dans l'analyse nodale modifiée augmentée (MANA). Le modèle proposé a pour objectif de rendre l'analyse d'écoulement de puissance, basée sur l'approche MANA, plus précise et plus rapide au niveau de la gestion des prises. La solution proposée est une modélisation générale applicable à tous les types de transformateurs, autotransformateurs, et régulateurs sans être limité par les différentes configurations et/ou décalages de phase. Il permet aussi de modéliser les contrôles de noeuds éloignés (paramètres RX). En ce sens, ce travail représente une contribution significative au niveau de l'algorithme de répartition de puissance utilisant l'approche MANA. La méthodologie adoptée consiste d'abord à étudier le fonctionnement des contrôles existant pour les appareils de régulation à savoir les transformateurs et les régulateurs. Ensuite, un outil d'analyse et de test est développé sous MATLAB. Cet outil permet d'obtenir rapidement la matrice MANA de tout réseau modélisé dans le logiciel commercial CYME. Plus précisément, ce programme récupère les données de tous les équipements d'un réseau à partir du fichier de CYME. Par la suite, ces données sont enregistrées selon une formulation orientée objet, puis utilisée pour générer de façon systématique la matrice MANA correspondante. Cet outil est par la suite utilisé pour modéliser les contrôles de différents équipements ainsi que pour tester leur intégration dans la matrice MANA. La dernière étape de ce projet consiste à valider le fonctionnement des modèles proposés. La validation des modèles proposés pour le contrôle des prises sera effectuée en vérifiant que les résultats obtenus respectent les consignes spécifiées. Les résultats de l'écoulement de puissance seront comparés avec ceux du logiciel CYME. Les résultats obtenus démontrent que l'intégration du contrôle des prises dans MANA apporte une solution robuste et précise sans dégrader la performance et la flexibilité propre à l'approche matricielle.

Abstract

This thesis presents a model for integrating and managing voltage control tap changers in the modified augmented nodal analysis (MANA). The objective of the proposed solution is to make the management of tap changers, in power flow analysis based on MANA, faster and more accurate. The proposed solution is a general approach suitable for all types of transformers, autotransformer and regulators without being limited by device configurations or phase shift. It also allows integrating remote voltage control (RX settings and load center), and managing regulators and transformers connected in series. This represents the main contribution to the MANA formulation for solving distribution network power flow. The adopted methodology starts by studying the existing control devices, namely transformers and regulators. Next, a development and analysis tool is developed in MATLAB. This tool provides the MANA matrix of any network modeled in commercial software CYME. More specifically, the program retrieves the data from all devices in the CYME file. Thereafter, this data is organized in an object – oriented format and used to generate systematically the corresponding matrix formulation. This tool is then used for modeling the control devices and to test their integration into the Jacobian matrix. The final stage of this project is to validate the results of the proposed control models. The validation of the proposed models will be carried out by checking that the results meet the specified desired voltage. The power flow results will be compared to those of CYME software. The results of the test cases shows that the integration of tap control in the MANA formulation provides an accurate solution without degrading the performance and flexibility which come with the MANA approach.