Analyse et amélioration des performances du contrôle de fréquence dans les réseaux électriques modernes

Abstract

Ce mémoire traite de la problématique de la régulation de fréquence dans les systèmes électriques modernes, un enjeu majeur pour assurer la stabilité et la fiabilité du réseau face aux fluctuations de la production et de la consommation. Dans une première étape, l’étude est conduite sur un réseau isolé composé d’une seule région, afin d’évaluer les performances de différents types de régulateurs (I, PI et PID) en réponse à des perturbations de charge. Les résultats ont montré que les régulateurs classiques de type I ou PI, bien que largement utilisés dans la pratique, présentent des limites face aux exigences actuelles du réseau. En revanche, un régulateur de type PID, avec un réglage précis des paramètres, permet une réponse dynamique plus rapide et un meilleur amortissement des oscillations. La deuxième partie du travail s’intéresse à un réseau interconnecté à trois régions, modélisé avec des liaisons AC entre les zones. Ce cadre permet d’analyser les interactions entre régions et d’évaluer la propagation des perturbations. L’introduction d’une source d’énergie renouvelable variable (éolienne) en zone 1 met en évidence la nécessité d’adapter les stratégies de régulation, en raison de la variabilité inhérente à ces sources. Enfin, une liaison HVDC est ajoutée entre deux régions dans le but d’exploiter ses capacités de contrôle rapide du flux de puissance. Les résultats ont montré que l’intégration d’une liaison HVDC, couplée à une régulation PID, améliore significativement la stabilité fréquentielle, en particulier en cas de perturbations ou de forte pénétration d’énergies renouvelables. L’ensemble de cette étude met en évidence la pertinence des approches avancées de régulation pour répondre aux défis posés par l’évolution des systèmes électriques. Elle ouvre également la voie à de futures investigations portant sur la coordination entre contrôleurs, les stratégies adaptatives ou l’intégration massive de ressources renouvelables.