Modélisation du comportement transitoire des génératrices distribuées raccordées au réseau électrique de distribution à l'aide de convertisseurs

Ce mémoire contribue à améliorer l'état de la science concernant l'introduction de sources d'énergies décentralisées dans les réseaux de distribution. Étant donné que le nombre de génératrices distribuées raccordées au réseau électrique de distribution à l'aide de convertisseurs - panneaux solaires et éoliennes - ne cesse d'augmenter, il est important d'étudier leur comportement transitoire pour s'assurer que ces nouvelles connexions ne détériorent pas la qualité du réseau. L'objectif de ce mémoire est donc de modéliser le comportement transitoire de ces génératrices dans le logiciel de simulations électriques EMTP. Deux modèles sont développés : un modèle de parc solaire triphasé et un modèle de génératrice photovoltaïque monophasée. Le modèle de parc solaire est inspiré du modèle de parc éolien déjà présent dans EMTP. Le modèle de génératrice photovoltaïque monophasée est créé de toute pièce dans le but de reproduire le comportement d'un onduleur commercial disponible au laboratoire. Le modèle de parc solaire est employé dans une étude d'impacts : après avoir validé sa stabilité numérique, il est introduit dans un réseau de distribution afin d'observer les impacts de l'augmentation de la production décentralisée. Un nombre croissant de parcs solaires est introduit dans le réseau où un même défaut est appliqué à chaque simulation. Cette étude met en évidence la sensibilité des pertes, du profil de tension et de l'équilibre du réseau par rapport à l'augmentation de la production décentralisée. Il est donc important de mener des études préliminaires pour s'assurer que le réseau peut accepter de nouvelles connexions. Il est également observé que les courants de défauts sont sujets à une faible augmentation lorsque la production décentralisée augmente. Ceci vient légèrement détériorer la coordination de protection. Le modèle de génératrice photovoltaïque monophasée est comparé à des relevés expérimentaux du comportement d'un onduleur commercial. Il est configuré en interne pour reproduire le plus précisément possible le comportement observé. Les résultats indiquent que le comportement en régime établi est correctement reproduit. Le dispositif expérimental ne permettant pas d'appliquer des défauts de manière instantanée, il n'est pas certain que le comportement soit identique durant les millisecondes où le défaut est appliqué parce que les mesures ne sont pas disponibles. Une perspective d'amélioration pour le modèle est de travailler dans un environnement de test plus contrôlé afin d'obtenir de meilleurs relevés expérimentaux. Il est par exemple suggéré de travailler avec le logiciel de simulation en temps réel Hypersim couplé à des amplificateurs de puissance.