Analyse du comportement dynamique du FACTS STACOM face à la variation de la tension et de la puissance réactive, application au poste ht 220 kv du poste Bandundu ville en RDCongo

IV.6.1Choix du modèle du réseau

Le modèle mathématique d'une ligne aérienne ou souterraine peut, à la fréquence du réseau, être représenté sous la forme d'un schéma en `ð'. Ce schéma en `ð' possède une impédance longitudinale comprenant la résistance linéique et la réactance linéique de la ligne et deux admittances transversales d'extrémité reprenant chacune la moitié de la susceptance totale. Ce schéma se met donc sous la forme :

65

Figure IV.3 : Modèle simplifié des lignes de transmission électriques

Où :

Ru = est la résistance linéique de la ligne [Ù/m] ;

X = ù.Lu est la réactance longitudinale linéique de la ligne [Ù/m] ; Y/2 = ù.Cu/2 est l'admittance transversale linéique [ìS/m] ;

L= est la longueur de la ligne [m].

Ce modèle est plus avantageux pour des raisons suivantes :

? Facile à manipuler ;

? Précision excellente ;

? Il permet d'obtenir la chute de tension en n'importe quel point du réseau.

IV.6.2 Mise en équation du système de puissance en régime permanent

A L = 262 km B B

Charge 11 MW

220 kV 220 kV I1 15 kV

p. 65

Figure (IV.4) Schéma d'exploitation du réseau de transport Maluku - Bandundu

Légende

AB : Ligne HT 220 kV MALUKU - BANDUNDU ;

A : Noeud MALUKU ;

B : Noeud BANDUNDU ;

C : Noeud charge de la ville de BANDUNDU ;

T1 : Transformateur de puissance poste BANDUNDU.

IV.6.2.1. Ligne de transport MALUKU - BANDUNDU

- Caractéristiques de la ligne

· Longueur : L = 262 km ;

p. 66

66

· Résistance linéique : RO = 0,07 ?/km ;

· Réactance linéïque XO = 0,307 ?/km ;

· Admittance linéiqueYo = 2,71 us/km

· Tension nominale UAB = 220 kV.

IV.6.2.2. Transformateur de puissance poste Bandundu

- Caractéristiques transformateur de puissance

· Sn = 15 MVA (puissance apparente du Tfo en MVA) ;

· Ucc = 10,53% (tension de court-circuit) ;

· Pfer = 1,4% (perte fer) ;

· Pcu = 0,14% (perte cuivre) ;

· Imr = -1,2% (courant rémanent de magnétisation) ;

· Un= 22O/15 kV.

IV.6.2.3. Choix de grandeurs de base

Nous choisissons les grandeurs de base égales aux grandeurs nominales. La puissance apparente de base, SB est fixé à 100 MVA. Les tensions de base

sont choisies afin de respecter la relation UB2 = ç.UB1 et d'obtenir ainsi
un transformateur « inversible ».

a) UB1 = 220 kV : est la tension de base du côté gauche du transformateur T1, ainsi l'impédance de base sera donc :

????????1

2

????????1 = (????????. 1)

????????

220²

????????1 =			= 484 Ù

b) UB2 = 15 kV : est la tension de base du côté droit de T1 ainsi l'impédance sera donc :

????????2 =

????????2 2 (????????. 2) ????????

15²

????????2 = 100 = 2,25 Ù

SB = 100 MVA SB = 100 MVA

UB1 = 220 kV UB2 = 15 kVA

ZB1 = 484 ? ZB2 = 2,25?

67

A (Ligne de transport) B T1 C

(transfo)

Figure IV.5 : Réseau MALUKU - BANDUNDU

IV.6.2.4. Grandeurs en pu et schéma en pu a) Ligne de transport

R = R_o x L (IV. 3)

R = 0,07 x 262 = 18,3411 soit en grandeur réduite

1)

Longueur 262 km

r=

18,34

484

Ir= (IV.4)
R ZB1 = 0,038 pu

?X = X0. L (IV. 5)

?

X = 0,307 ?/km x 262 km

?

2)

L

= 0,166 pu

?X = 80,434 ? soit en gradneur réduite X = ???? (IV. 6)
????????1 ? X= 80,434 484

Y=Y_o x L (IV.7)

Y = 2,71 x 10^-6 x 262

?Y = 59.10^-6S en grandeur réduite

3) y = y. ZB1 = 59.10^-6 x 484 = 28,86.10^-3 pu
? soit yh₂ = a286.10-3 pu ?

y1₂ = 14,43.10^-3 pu

e modèle de la ligne en grandeur réduite est donné ci-dessous :

A'

B'

r=0,038 pu x =j0, 166 pu

Y/2 = j14, 43.10^-3 pu

VAA'

B

A

Y/2 = j14, 43.10^-3 pu

Figure IV.6 modèle de la ligne HT MALUKU - BANDUNDU

b) Transformateur de puissance poste Bandundu On sait que :

Rcc = Pcc =	0,14	= 0,0014 pu
	100

10,53

100

Zcc = Ucc =

p. 67

= 0,1053 pu

68

Or :

Zcc = /Rqc + Xc (IV. 8)

Xcc = /Z???2 ????+ R2 ???? ? (IV. 9)

Xcc = /(0,1053)² - (0,0014)² = 0,0011 pu

Xcc = 0,0011 pu Par ailleurs :

fifer = pfer	=		1,4		= 0,014 pu
			100
bm = Imr =			1,2		= -0,012 pu
		100

Alors le modèle du transformateur en grandeur réduite est donné ci-dessous :

xcc= j 0,0011 pu

B

rcc= 0,0014 pu

gfr = 0,014 pu

bm= -j0,012 pu

VBB'

B'

C

VCC'

C'

p. 68

Fig. IV.7 : modèle de représentation en (I) du transformateur abaisseur du poste Bandundu

IV.6.2.5. Modèle équivalent de réseau de transport Maluku - Bandundu HT 220 kV

B' B'

VAA'

j14, 43.10^-3pu

0,038 pu

j0,166 pu B

I1

A

A'

B

I5

I6 0,0014 pu

j0,0011 pu

j14, 43.10^-3pu 0,014 pu

VCC'

-j 0,012 pu

I2

I3

I4

Figure (IV.7) : Modèle de représentation du réseau MALUKU - BANDUNDU
(Ligne et Tfo poste)

69

IV.7 Calcul des tensions nodales du système à l'aide de calcul de Load Flow sur la ligne HT 220kv MALUKU -BANDUDNDU

La question d'écoulement des puissances (ou d'écoulement des charges ou encore répartition des charges) constitue l'outil fondamental pour étudier un système detransport ou de distribution de l'énergie électrique en régime permanent et depouvoir prendre les mesures opportunes, que ça soit pour l'exploitation(simulation des actions sur un système existant), ou pour la planification(simulation des futurs plans d'expansion du système électrique).

La question fondamentale est : considérant comme données les puissances demandées par les consommateurs et celles fournies par les générateurs, calculer les tensions dans chacun des noeuds, en régime permanent et équilibré, ainsi que les flux des puissances active et réactive à travers les éléments (lignes, transformateurs, réactances et condensateurs).

IV.7.1 Formulation du problème

Nous avons une série de charges à alimenter à partir d'une ligne de 220kV. La capacité de la ligne étantconnue, comment calculer l'état électrique complet du réseau, c'est à dire les courants, tensions et puissances ?

Ce problème général est connu sous le nom de calcul de répartition de charges ou calcul de load flow. Ce calcul fait référence à des conditions « normales » de fonctionnement et à un régime établi.