Amélioration du contrôle topologique de type « Optimal Transmission Switching » en vue d’une utilisation en contexte hydro-électrique à échelle réelle

Résumé

Cette thèse présente une version étendue de l’algorithme « Optimal Transmission Switching » (OTS) ainsi que des heuristiques lui permettant d’être utilisée sur des réseaux de moyenne envergure. Il est démontré dans un premier temps que l’OTS de la littérature a tendance à fragiliser le réseau en termes de stabilité de tension lorsque plusieurs lignes sont ouvertes. Il est aussi montré qu’il existe plusieurs topologies permettant d’améliorer le réseau du point de vue du critère d’optimisation sans le fragiliser, ce qui rend possible l’ajout de contraintes sur la chargeabilité à la formulation de l’OTS. Les résultats montrent qu’un OTS possédant de telles contraintes assure une stabilité de tension minimale au réseau tout en offrant de bonnes performances au niveau des variables à minimiser. Pour rendre l’OTS utilisable dans un contexte hydro-électrique, un critère d’optimisation formé de la somme pondérée de trois termes associés aux coûts d’exploitation, aux pertes réseaux, et à la stabilité de tension respectivement est proposé. Il est ainsi démontré que l’OTS peut non seulement être utilisé pour minimiser les coûts d’exploitation d’un réseau, mais aussi pour minimiser ses pertes, pour maximiser sa chargeabilité, ou encore une combinaison de ces trois variables. La formulation est ensuite modifiée de nouveau pour ajouter le contrôle de l’état de compensations shunts et séries du réseau ainsi que celui des transformateurs variables au vecteur de commande, qui comprenait jusque-là la production de puissances active et réactive ainsi que l’état des lignes. Les résultats montrent que ces nouveaux degrés de liberté permettent d’identifier des topologies avantageuses dans des situations où un OTS limité au contrôle des lignes n’est pas en mesure de le faire. Des heuristiques sont ensuite développés de manière à accélérer l’identification d’une topologie avantageuse et ainsi permettre l’utilisation de l’OTS étendu proposé sur des réseaux plus imposants. Les paramètres des heuristiques permettent d’influencer le compromis performances - temps de résolution et sont conçus pour être parallélisables. De cette manière, l’ampleur maximale du réseau sur lequel l’OTS étendu peut être utilisé dépend donc des performances souhaitées ainsi que du nombre de cœurs ou de processeurs utilisés. Les tests effectués à l’aide d’un ordinateur 28 cœurs montrent que les heuristiques proposées permettent d’identifier des topologies dans un délai inférieur à 40 minutes sur le réseau PEGASE de 1354 barres et 1991 lignes, ainsi que sur un modèle du réseau polonais en pointe hivernale de 2383 barres & 2896 lignes.

Date	21 sept. 2020
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Louis-A. Dessaint (Directeur(-trice)) & Innocent Kamwa (Codirecteur(-trice))