Répartition de Puissance Et Calcul de Chutes de Tension [PDF]

Zitiervorschau

Répartition de puissance et calcul de chutes de tension

But de TP : Le but de ce TP est d’anlyser le problème de répartition de puissance dans les réseaux électrique. Le programme à réaliser permet de traiter les points suivants : 1-Calculer les puissance transitées active et réactive dans les branches. 2- Calculer les tension aux niveaux des jeux de barres. 3-Calculer la chute de tension maximale.

Introduction Le calcul de la répartition des charges au sein d’un réseau a pour objet de déterminer l’état du réseau en fonction des charges qui sont connectées et de la répartition de la consommation sur l’ensemble des nœuds du réseau. Ce calcul se fait en supposant que le réseau fonctionne en régime permanent et que les générateurs fournissent la puissance électrique sous forme d’un système de tensions et de courants alternatifs sinusoïdaux triphasés équilibrés directs. Le but du calcul est de fournir une image exacte de la répartition des puissances actives et réactives sur l’ensemble des éléments de transmission du réseau. De même, la connaissance des courants de transits permet d’avoir une évaluation des pertes en lignes et éventuellement de modifier le plan de tension afin de minimiser les pertes sur l’ensemble du réseau. La capacité de détermination des tensions en chaque nœud et des puissances active et réactive que doit fournir la machine concernée, afin d’assurer le transport et la fourniture en chaque nœud consommateur de la puissance demandée, permet de définir les consignes de réglage à appliquer au niveau de chacune des machines connectées au réseau. Un tel calcul est utilisé également pour des analyses de stabilité

Resau 1 Programmation en Matlab : clc;close all; clear all % % % comme la premiere etape, on a mis les données u=30; lrad=[ %nd na r0(om/km) x0(om/km) lij(Km) 1 2 0.15 0.30 15 2 3 0.20 0.30 10 3 4 0.30 0.35 10 4 5 0.40 0.35 10 ]; jb=[ %nb P(Mw) Q(Mvar) 1 0 0.00 2 0.5 0.40 3 0.55 0.40 4 0.5 0.40 5 0.75 0.65 ]; % phase2 % la methode regulière de lecture des donnes c'est comme dessous.. % % % % % % % % % % % % % %

% % % % % % % % % % % % % %

% % % % % % % % % % % % % %

% % % % % % % % % % % % % %

%lecture des données % r0=lrad(:,3); % x0=lrad(:,4); % l=lrad(:,5); % rtot=r0.*l; % xtot=x0.*l; % Pch=jb(:,2); % Qch=jb(:,3); % Sch=Pch+j*Qch; % S12=sum(Sch(2:5)); % S23=S12-Sch(2); % S34=S23-Sch(3); % S45=S34-Sch(4); % Sij=[S12 S23 S34 S45].......

% % mais c'est toujours plus pratique d'inserer des boucles.. rtot=lrad(:,3).*lrad(:,5); xtot=lrad(:,4).*lrad(:,5); sch=jb(:,2)+j*jb(:,3); Pch=jb(:,2); Qch=jb(:,3); for n = 1:5 fprintf('Année n °: %i n ',n);

for i = 1:4 sch; sij(i)=sum(sch(i+1:5)); pij=real(sij); qij=imag(sij); % % la chute de tension duij(i)=(pij(i)*rtot(i)+qij(i)*xtot(i))/u(i); u(i+1)=u(i)-duij(i); % % les pertes de puissances actives dans les branches dpij(i)=((pij(i)^2+qij(i)^2)/u(i)^2).*rtot(i); % % les pertes de puissances reactives dans les branches dqij(i)=((pij(i)^2+qij(i)^2)/u(i)^2).*xtot(i); end disp('les tensions aux niveaux des jeux de barres'); u disp('les chutes de tensions'); duij disp('les pertes actives'); dpij disp('les pertes reactives'); dqij disp('le pourcentage des pertes par rapport au puissance active transitée'); dpij_totale=(sum(dpij)) if n == 1 stairs(u,'r','MarkerFaceColor','r');plot(u,'r') end if n == 2 stairs(u,'m','MarkerFaceColor','m');plot(u,'m') end if n == 3 stairs(u,'c','MarkerFaceColor','c');plot(u,'c') end if n == 4 stairs(u,'y','MarkerFaceColor','y'); plot(u,'y') end if n == 5 stairs(u,'b','MarkerFaceColor','b');plot(u,'b') end hold on; sch(5)=sch(5)+sch(5)*0.02; % sch(5)=n*(1.02*Pch(5)+j*1.02*Qch(5))autre methode End n=menu('quelle année','1er','2eme','3eme','4eme','5eme') if n==1 sch(5)=sch(5) elseif n==2 sch(5)=sch(5)+sch(5)*0.02 elseif n==3 sch(5)=sch(5)+sch(5)*0.02 elseif n==4 sch(5)=sch(5)+sch(5)*0.02 else sch(5)=sch(5)+sch(5)*0.02 end

un mini programme j’ai peu l’injecter dans la boucle pour avoir l’abilité de choisir les valeurs de l’année je veux

L’organigramme de calcul Donc,dans ce TP on utilisera le software Matlab. Pourcela,la mise d es donnees sera etre sous forme matricielle Une matrice contient les valeurs des resistances,reactances, longeurs Rad

Une matrice contient les valeurs des puissances Actives, reactives Jb1

Le calcul des puissances transitées utilisant la formule de puissance dans chaque branche

Le calcul des chutes de tension Deduire la tension du jeu de barre

ΔUij= [Pij* RTij+Qij*XTij]/U(i)

U(i+1)=Ui- ΔUij Les pertes actives totales

ΔP(tot)= ∑ ΔPij

Redo les calculs sachant que la charge au jeu de barre augmente annuelement

sch(5)=sch(5)+sch(5)*0.02

Deduire les pertes actives

ΔPij= [(Pij²+Qij²)/Ui²]*RTi j

les résultats obtenus : les tensions aux niveaux des jeux de barres pour une durée de 5 ans Année n ° : 1

Année n ° : 2

Année n ° : 3

Année n ° : 4

Année n ° : 5

U1

30.0000

30.0000

30.0000

30.0000

30.0000

U2

29.5500

29.5469

29.5438

29.5406

29.5373

U3

29.2810

29.2755

29.2700

29.2643

29.2585

U4

29.0274

29.0188

29.0101

29.0011

28.9920

U5

28.8457

28.8334

28.8209

28.8081

28.7951

Les chutes et les pertes Pour la premiere année les chutes de tensions duij = 0.4500 0.2690 0.2536 0.1817 les pertes actives dpij = 0.0218 0.0122 0.0093 0.0047 les pertes reactives dqij = 0.0436 0.0184 0.0109 0.0041 Les pertes actives totales dpij_totale = 0.0480

Pour la deuxieme année les chutes de tensions duij = 0.4500 0.2690 0.2536 0.1817 les pertes actives dpij = 0.0218 0.0122 0.0093 0.0047 les pertes reactives dqij = 0.0436 0.0184 0.0109 0.0041 Les pertes actives totales dpij_totale = 0.0480

Pour La troisième année les chutes de tensions duij = 0.4562 0.2738 0.2599 0.1892 les pertes actives dpij = 0.0224 0.0127 0.0098 0.0051 les pertes reactives dqij = 0.0448 0.0190 0.0114 0.0044 les pertes actives totales dpij_totale = 0.0499

Pour La quatrieme année les chutes de tensions duij = 0.4594 0.2763 0.2632 0.1930 les pertes actives dpij = 0.0227 0.0129 0.0100 0.0053 les pertes reactives dqij = 0.0454 0.0193 0.0117 0.0046 les pertes actives totales dpij_totale = 0.0509

Pour la cinquime année les chutes de tensions duij = 0.4627 0.2788 0.2665 0.1969 les pertes actives dpij = 0.0230 0.0131 0.0103 0.0055 les pertes reactives dqij = 0.0460 0.0197 0.0120 0.0048 les pertes actives totales dpij_totale = 0.0519

Interprétation et commentaire: On peut clairement voir que la tension diminie suivant de deux parametres: Le niveau de jeu de barre(U1>U2>U3>U4>U5), et la durée de temps. Les resultats precéedents étaient comme consequences des chutes de tensions Les pertes actives totales augmentent an par an,ce qui peut engendrer des probleme technique comme un claquage.. et de plus des problemes economiques dés de le cout des pertes Ces problemes ont besoin d’une strategie pour minimiser au maximum les méfaits Une solution est l’utilisation des plus grandes sections(de cable), ou bien utiliser une compensation. 30

29.8

29.6

29.4

29.2

29

28.8

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

30

29.8

29.6

29.4

29.2

29

28.8

28.6

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Donc, on peut voir les chutes de tension!

4.5

5

Réseau 2 Close all clear all clc lrad2=[... %nd na r0 x0 lij 1 2 0.20 0.2 5 2 3 0.20 0.2 10 3 4 0.20 0.3 10 4 5 0.20 0.3 10 3 6 0.20 0.3 2 6 7 0.20 0.3 2 7 8 0.20 0.3 2 8 9 0.20 0.3 2 ]; jb2=[... %nb p q 1 0.00 0.00 2 0.50 0.40 3 0.55 0.40 4 0.50 0.40 5 0.55 0.50 6 0.50 0.40 7 0.40 0.35 8 0.60 0.45 9 0.50 0.50 ]; % %base equations un=30%kv rot=lrad2(:,3); lij=lrad2(:,5); rt=rot.*lij; xot=lrad2(:,4); xt=xot.*lij; pch=jb2(:,2); qch=jb2(:,3); sch=pch+j*qch; % %loop 1 to 5 for m=1:5 m sch(5)=sch(5)+sch(5)*0.02; sch(9)=sch(9)+sch(9)*0.02; s12=sum(sch(2:9)); s23=s12-sch(2); s36=sum(sch(6:9)); s34=s23-sch(3)-s36; s45=s34-sch(4); s67=s36-sch(6); s78=s67-sch(7); s89=s78-sch(8); sij=[s12; s23; s34; s45; s36; s67; s78; s89]; pij=real(sij); qij=imag(sij); u(1)=un; for i=1:4

duij(i)=(pij(i)*rt(i)+qij(i)*xt(i))/u(i); u(i+1)=u(i)-duij(i); end duij(5)=(pij(5)*rt(5)+qij(5)*xt(5))/u(3); u(6)=u(3)-duij(5); % % loop 6 to 8 for i=6:8 duij(i)=(pij(i)*rt(i)+qij(i)*xt(i))/u(i); u(i+1)=u(i)-duij(i); end % % last loop for i=1:8 dpij(i)=[(pij(i)^2+qij(i)^2)/u(i)^2]*rt(i); dqij(i)=[(pij(i)^2+qij(i)^2)/u(i)^2]*xt(i); end %chute de tension duij=[duij(1);duij(2);duij(3);duij(4);duij(5);duij(6);duij(7);duij(8)] % tension u=[u(1);u(2);u(3);u(4);u(5);u(6);u(7);u(8);u(9)] %puissance des charge sch=[sch(1);sch(2);sch(3);sch(4);sch(5);sch(6);sch(7);sch(8);sch(9)] %puissance transités sij=[s12; s23; s34; s45; s36; s67; s78; s89] %max puissance pertes dpijtot(m)=sum(dpij(1:8)); stairs (u,'r','linewidth',1.2); hold on plot (u); end dpijtot

les Résultats obtenus : -

Les puissance des charges : Sch 2

Sch 3

Sch 4

Sch 5

Sch 6

4.1000 + 3.4000i

3.6000 +3.0000i

1.0500 + 0.9000i

0.5500 + 0.5000i

2.0000 +1.7000i

Sch 7

Sch 8

Sch 9

1.5000 +1.3000i

1.1000 + 0.9500i

0.5000 + 0.5000i

-

-

Les puissances transitées

S12

S23

S34

S45

4.1000 + 3.4000i

3.6000 + 3.0000i

1.0500 + 0.9000i

0.5500 + 0.5000i

S56

S67

S78

S89

2.0000 + 1.7000i

1.5000 + 1.3000i

1.1000 + 0.9500i

0.5000 + 0.5000i

Les chutes des tensions : DU12

DU23

0.2500

-

0.4437

DU34

DU45

0.1638

0.0892

DU56

DU67

DU78

DU89

0.0621

0.0472

0.0346

0.0171

Les tensions :

U1

U2

U3

U4

U5

30.0000

29.7500

29.3063

29.1425

29.0533

U6 29.2442

U7

U8

29.1970

29.1624

U9 29.1453

30

30 29.9 29.9 29.8 29.8 29.7 29.7 29.6 29.6 29.5 29.5 29.4 29.4 29.3 29.3 29.2 29.2 29.1 29.1 29 29

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

9

9

• Interprétation et commentaires : la liaison d’une reseau secondaire a causé une chute de tension énorme au niveau de la charge S3 -les Résultats obtenu pour une augmentation de la charge aux jeux de barres 5 avec un taux annuel de 2% par rapport à la charge courante pour une durée de 5 ans :

30 29.9 29.8 29.7 29.6 29.5 29.4 29.3 29.2 29.1 29

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Les puissances transitées : S12

S23

S34

S45

4.1210 + 3.4200i 4.1424 + 3.4404i 4.1643 + 3.4612i 4.1866 + 3.4824i 4.2093 + 3.5041i

3.6210 + 3.0200i 3.6424 + 3.0404i 3.6643 + 3.0612i 3.6866 + 3.0824i 3.7093 + 3.1041i

1.0610 + 0.9100i 1.0722 + 0.9202i 1.0837 + 0.9306i 1.0953 + 0.9412i 1.1072 + 0.9520i

0.5610 + 0.5100i 0.5722 + 0.5202i 0.5837 + 0.5306i 0.5953 + 0.5412i 0.6072 + 0.5520i

S56

S67

S78

S98

2.0100 + 1.7100i 2.0202 + 1.7202i 2.0306 + 1.7306i 2.0412 + 1.7412i 2.0520 + 1.7520i

1.5100 + 1.3100i 1.5202 + 1.3202i 1.5306 + 1.3306i 1.5412 + 1.3412i 1.5520 + 1.3520i

1.1100 + 0.9600i 1.1202 + 0.9702i 1.1306 + 0.9806i 1.1412 + 0.9912i 1.1520 + 1.0020i

0.5100 + 0.5100i 0.5202 + 0.5202i 0.5306 + 0.5306i 0.5412 + 0.5412i 0.5520 + 0.5520i

-

-

Les chutes des tensions :

DU12

DU23

DU34

DU45

0.2514 0.2528 0.2542 0.2556 0.2571

0.4465 0.4493 0.4522 0.4551 0.4582

0.1656 0.1674 0.1693 0.1712 0.1731

0.0910 0.0929 0.0947 0.0967 0.0986

DU56

DU67

DU78

DU89

0.0625 0.0628 0.0632 0.0635 0.0639

0.0475 0.0479 0.0483 0.0486 0.0490

0.0349 0.0353 0.0357 0.0360 0.0364

0.0175 0.0178 0.0182 0.0186 0.0189

Les tensions : U1

U2

U3

U4

U5

30.0000 30.0000 30.0000 30.0000 30.0000

29.7486 29.7472 29.7458 29.7444 29.7429

29.3022 29.2979 29.2936 29.2892 29.2847

29.1366 29.1305 29.1243 29.1180 29.1116

29.0456 29.0377 29.0296 29.0214 29.0130

U6

U7

U8

U9

29.2397 29.2351 29.2304 29.2257 29.2208

29.1922 29.1872 29.1822 29.1770 29.1718

29.1572 29.1519 29.1465 29.1410 29.1354

29.1397 29.1341 29.1283 29.1224 29.1165