I.5.2. La stabilité de tension :
« La stabilité de tension, par
définition, se rapporte à la capacité d'un système
de puissance, pour une condition de fonctionnement initiale donnée, de
maintenir des valeurs de tensions acceptables à tous les noeuds du
système après avoir subi une perturbation. La stabilité de
tension dépend donc de la capacité de maintenir/restaurer
l'équilibre entre la demande de la charge et la fourniture de la
puissance à la charge. L'instabilité résultante se produit
très souvent sous forme de décroissance progressive de tensions
à quelques noeuds ».
Suite à une perturbation, certaines charges ont
tendance à restaurer la puissance consommée avant perturbation.
C'est le cas des moteurs asynchrones, des charges dont la tension est
contrôlée par un régleur en charge automatique, des
chauffages électriques commandé par thermostat, ... . Il existe
une puissance maximale transmissible entre les centres de production et ceux de
consommation. Cette puissance maximale disponible dépend non seulement
des caractéristiques du réseau de transport (distances
électriques) mais également de celles des
générateurs (possibilité de maintenir la tension
grâce à une réserve de puissance réactive
suffisante). Par conséquent, si la puissance que les charges tendent
à restaurer devient supérieure à la puissance maximale
transmissible, le mécanisme de restauration des charges va contraindre
le réseau haute tension en augmentant la puissance réactive
consommée et en faisant donc baisser progressivement la tension du
réseau jusqu'à des valeurs inacceptables .
Généralement, l'instabilité de tension se produit
lorsqu'une perturbation entraîne une augmentation de puissance
CHAPITRE I Stabilisation d'un Système
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réactive demandée au-delà de la puissance
réactive possible. Plusieurs changements dans le système de
puissance peuvent contribuer à l'instabilité de tension, ce sont
par exemple :
· une augmentation de charge.
· des générateurs, des condensateurs
synchrones, ou des SVCs (Static Var Compensator systèmes) qui
atteignent les limites de puissance réactive.
· une tentative d'un régleur automatique en
charge ayant échouée de restaurer la tension de charge à
son niveau initial avant la perturbation.
· une panne de générateur, une perte d'une
charge importante ou un déclenchement de ligne.
· une perte d'une source de puissance réactive
(condensateurs, machines synchrones,...).
La plupart de ces changements ont des effets significatifs
sur la production, la consommation et la transmission de puissance
réactive, ainsi sur la stabilité de tension. Par
conséquent, des mesures peuvent être utilisées pour
améliorer la stabilité de tension, tels [12]:
· un contrôle automatique des condensateurs
shunts.
· un blocage des régleurs en charge automatique.
· une nouvelle répartition de la
génération.
· une replanification du fonctionnement des
générateurs et des noeuds de commande.
· une régulation de tension secondaire.
· un plan de délestage.
La gamme de temps de l'instabilité de tension
s'étend de quelques secondes à plusieurs minutes. Ainsi,
l'instabilité de tension peut être considérée comme
un phénomène à court terme (de l'ordre de plusieurs
secondes) ou, dans l'autre cas limite, comme un phénomène
à long terme (de l'ordre de plusieurs minutes).
Pour l'instabilité de tension à court terme
l'effondrement de tension se produit immédiatement après la
perturbation. Dans ce type d'instabilité, les charges et les
dispositifs, qui ont des caractéristiques spéciales de puissance
réactive tels les moteurs asynchrones sont souvent impliqués. Les
moteurs asynchrones consomment, juste après la perturbation, beaucoup de
puissance réactive pour assurer leur stabilité vis-à-vis
leurs charge. D'autres éléments peuvent aussi participer à
cette instabilité : les charges commandées
électroniquement, les convertisseurs HVDC ,... .
L'instabilité de tension à long terme se
développe lors d'un manque graduel de puissance réactive d'un
noeud ou une partie du système. Elle implique, quant à elle, des
équipements ayant
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Électro-énergétique
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une action plus lente tels les régleurs en charge
automatique, les charges commandées thermostatiquement,... .
Il est aussi important de noter que l'instabilité de
tension ne se produit pas toujours toute seule. Souvent, l'instabilité
de tension et l'instabilité de l'angle de rotor se produisent ensemble,
l'une pouvant entraîner l'autre.
Enfin, la stabilité de tension peut être
classée en deux catégories ; la stabilité de tension aux
grandes perturbations et aux petites perturbations :
? Stabilité de tension aux grandes perturbations. Le
souci dans ce cas est de maintenir des tensions normales aux noeuds de
réseau électrique après une grande perturbation. La
stabilité est déterminée ici par les
caractéristiques du système et de charge, et par les interactions
entre les différents dispositifs de commande de tension dans le
système [13].
? Stabilité de tension aux petites perturbations. Dans
ce cas, les caractéristiques de la charge et des dispositifs de commande
déterminent la capacité du système à maintenir les
tensions équilibrées.
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