I.4.2 Stabilité des réseaux
électrique
Un système est stable s'il a tendance à
continuer à fonctionner dans son mode normal (celui pour lequel il a
été conçu) en régime permanent et s'il a tendance
à revenir à son mode de fonctionnent à la suite d'une
perturbation [11]. Une perturbation sur un réseau peut être une
manoeuvre prévue, comme l'enclenchement d'une inductance shunt, ou non
prévue comme un court-circuit causé par la foudre entre une phase
et la terre par exemple. Lors de la perturbation, l'amplitude de la tension aux
différentes barres du réseau peut varier ainsi que la
fréquence. La variation de la fréquence est due aux variations de
la vitesse des rotors des alternateurs. Un réseau d'énergie
électrique est stable s'il est capable, en régime permanent
à la suite d'une perturbation, de fournir la puissance qu'exigent les
consommateurs tout en maintenant constantes et prés des valeurs
nominales la fréquence, donc la vitesse de rotation des alternateurs, et
l'amplitude de la tension aux différents barres du réseau.
On définit trois types de stabilité: [11] [12]
1- la limite de stabilité en régime permanent.
2- la stabilité dynamique.
3- la stabilité transitoire.
I.4.2.1 Limite de stabilité en régime
permanent [13]
Soit un alternateur connecté sur un réseau qui
alimente une charge par l'intermédiaire des lignes de transport. Si la
charge augmente graduellement, suffisamment lentement pour maintenir le
système en régime permanent, l'alternateur fournit la puissance
requise par charge tout en maintenant sa vitesse de rotation constante.
Toutefois, il existe une limite de puissance active qui peut être fournie
à la charge de façon stable, c'est-à-dire en maintenant
constante la vitesse de rotation de l'alternateur. Si, à partir de cette
limite, on veut fournir encore plus de puissance à la charge, en ouvrant
les vannes d'amenée d'eau d'une turbine par exemple, l'impédance
de la machine et celle des lignes limitent le transfert de puissance à
la charge. L'excès de puissance est absorbée par l'alternateur ce
qui provoque
l'accélération de son rotor. Il y a donc rupture
de la stabilité en régime permanent. Dans le cas où
plusieurs alternateurs sont en service sur le réseau, il y a une perte
de synchronisme entre eux. La puissance maximale que le groupe d'alternateurs
peut fournir à la charge tout en maintenant le synchronisme est
appelée la limite de stabilité en régime permanent. Dans
le but d'avoir une bonne marge de manoeuvre en cas de perturbations, les
alternateurs et les lignes sont conçu de façon à
opérer, en régime permanent nominal, à un niveau de
puissance inférieur à cette limite de stabilité en
régime permanent.
| 
