Abstract :
Les applications des synchrophaseurs sont très nombreuses dans les réseaux électriques, en particulier dans les réseaux de transport. Ils permettent notamment de mesurer la différence angulaire entre les noeuds, l’estimation d’état linéaire, détecter l’îlotage, évaluer la stabilité oscillatoire, et détecter et identifier les défauts. Ainsi, nous pourrions être amenés à croire que pour apporter les avantages bien connus des mesures synchronisées vers les réseaux de distribution électriques, il serait seulement nécessaire de placer les Unités de Mesure de Phaseur, également connu par l’abréviation anglophone PMU, d’une manière directe dans l’environnement de la distribution électrique. Malheureusement, cette tâche n’est pas aussi évidente qu’elle n’y paraît.
Les réseaux de distribution électriques et les réseaux de transport ont des caractéristiques opérationnelles différentes, donc les PMUs dédiées aux réseaux de distribution doivent avoir des caractéristiques différentes de celles consacrées aux réseaux haute tension. Les réseaux de distribution possèdent des longueurs de ligne plus courtes en produisant une ouverture angulaire plus faible entre les noeuds adjacents. En outre, le contenu harmonique élevé et la déviation en fréquence imposent aussi des défis pour l’estimation des phaseurs. Les appareils synchronisés avancés dédiés pour la surveillance du réseau de distribution doivent surmonter ces défis afin de mener la précision des mesures au-delà des exigences actuelles.
Cette problématique globale est traitée et évaluée dans la présente thèse. La précision de l’estimation de phaseur est directement liée à la performance de l’algorithme utilisé pour traiter les données. Une grande robustesse contre les effets pernicieux qui peuvent dégrader la qualité des estimations est fortement souhaitée. De ce fait, trois algorithmes
adaptifs en fréquence sont présentés en visant l’amélioration du processus d’estimation des mesures de phaseurs dans les réseaux de distribution actifs. Plusieurs simulations en utilisant des signaux corrompus sont réalisées pour évaluer leurs performances dans des conditions statiques et/ou dynamiques.
Prenant en compte l’estimation précise des phaseurs, quatre applications potentielles sont présentées pour augmenter la perception, la compréhension et la projection des actions dans les réseaux de distribution. Des contributions sont apportées concernant le circuit équivalent de Thévenin vu par le point de couplage commun (PCC) entre la production décentralisée et les réseaux de distribution. Des contributions sont également apportées pour les équivalents dynamiques externes et l’évaluation de la chute de tension triphasée dans les réseaux moyenne-tension radiaux, ainsi que l’évaluation de la problématique des harmoniques pour l’amélioration de la méthode classique nomée Ph (puissance active harmonique) pour détecter à la fois la principale source de pollution harmonique et le vrai flux de puissance harmonique sous déviation en fréquence. Le sujet concernant les phaseurs synchronisés dans le réseaux de distribution électrique est encore peu exploré et les questionnements quant à son applicabilité sont communs, néanmoins cette thèse vise à fournir des propositions pour contribuer à l’avènement de mesures de phaseurs dans l’environnement de la distribution électrique.

Le jury sera composé de:

- M. Nouredine HADJSAÏD, Professeur, Université de Grenoble Alpes, Directeur de thèse.
- M. Raphaël Caire, Professeur, Université de Grenoble Alpes, Co-directeur de thèse.
- M. Christian REHTANZ, Professeur, Université de Dortmund, Rapporteur.
- M. Lars NORDSTROM, Professeur, Institut Royal de technologie (KTH), Rapporteur.
- M. Pierre MALLET, Ingénieur, Directeur R&D et Innovation chez ERDF, Examinateur.