Etude du problème d’engagement de turbines (Unit Commitment) connectées au réseau électrique

Abstract

La contribution principale de cette mémoire est l'Application de technique d’optimisation: l’optimisation par programmation dynamique pour résoudre le problème d’optimisation de l’écoulement de puissance dans un environnement régulé ou dérégulé. Différentes fonctions objectives ont été utilisées à savoir : optimisation de l’écoulement de puissance avec et sans pollution, minimisation de coût de production de l’énergie électrique en tenant compte des pertes de puissance active et les déviations des tensions aux niveaux des jeux de barres de charge, détermination de l’état optimal de chaque générateur interconnecté dans le réseau électrique et la détermination du profit maximal des compagnies d’électricité dans un marché d’électricité libéré. L’application de l’optimisation de l’écoulement de puissance par les méthodes programmation dynamique sur le réseau ainsi que le réseau Algérien montre l’efficacité de méthodes programmation dynamique . On remarque aussi qu’avec les méthodes programmation dynamique on peut trouver un vecteur solution optimal global ou quasi-optimal en utilisant seulement les informations sur les fonctions objectives. هذه المذكرة تعرض المنهجية المستعملة في تطوير برنامج التدفق الأمثل للقدرة الكهربائية في شبكة كهربائية تعمل في سوق للطاقة الكهربائية مفتوح للمنافسة باستعمال البرمجة الديناميكية. قمنا بتطبيق هذا البرنامج غلى شبكات كهربائية مختلفة وعلى الشبكة الكهربائية لتوزيع القدرة الكهربائية (سونلغاز) النتائج المتحصل عليها بعد مقارنة هذه الطرق مع طرق اخرى سمحت لنا بإعطاء الإستنتاجات التالية :ان للبرمجة بالطرق الديناميكية سرعة تماثل البرمجة بالطرق المحاكية للبيئة وتتفوق عليها في كونها تقوم ببرمجة التدفق لأمثل للقدرة الكهربائية باستعمال فقط معلومات الدالة الهدف دون الحاجة الى استعمال مشتقاتها و اعطت نتائج مشجعة بالمقارنة مع طرق اخرى المستعملة بحيث كلفة انتاج طاقة متحصل عليها وكذلك ضياع القدرة في الشبكة الكهربائية كان قريب جدا من نتائج هذه لأخيرة .وقمنا ايضا بحل مشكلة الجدولة وحدات التوليد التي تعمل في سوق الطاقة الكهربائية والتي هي من المشاكل الصعبة والمعقدة بنظم القوى الكهربائية نظرا لكبر حل المشكلة والقيود العديدة المفروضة على تشغيل هذه الوحدات .تهدف جدولة وحدات التوليد الى تحديد الوحدات التي يجب ان تعمل خلال فترة زمنية معينة بأقل تكلفة ممكنة لتلبية القدرة الكهربائية اللازمة للأحمال مع توفر لاحتياطي السريع المطلوب وتحقيق قيود التشغيل للوحدات .ثم صياغة المشكل رياضيا بتقليل دالة الهدف المكونة من تكلفة الوقود وتكلفة البدء للوحدات التي يتم ادخالها للتشغيل ,يحث تخضع هذه الوحدات عند تشغيلها الى مجموعة من القيود منها حدود التوليد للوحدات, لاحتياطي السريع المطلوب لمواجهة اي حالة طارئة ,الحد لأدنى الفوقي لزمن التشغيل الوحدات ووقت الراحة لأدنى عند فصل الوحدات وكذلك معدل تغير القدرة المنتجة لهذه الوحدات وبمقارنة النتائج التي تم الحصول عليها مع نتائج برنامج البرمجة اخرى, تبين مدى قدرة البرمجة الديناميكية المقترحة على حل المشكل جدولة وحدات التوليد الحرارية بدت كافية مع تميزه بزمن التشغيل اقل بكثير This thesis presents the methodology used in the development of an Optimal Power Flow (OPF) program using dynamic programming. The objective is to minimise the fuel cost and keep the power outputs of generators, tap-setting in their secure limits. It is recommended to indicate that in large-scale system the number of constraints is very large consequently the DP accomplished in a large CPU time. To save an important CPU time, the constraints are to be decomposing in active constraints and reactive ones. The active constraints are the parameters whose enter directly in the cost function and the reactive constraints are infecting the cost function indirectly. With this approach, only the active constraints are taken to calculate the optimal solution set. And the reactive constraints are taking in an efficient load flow by recalculate active power of the slack bus. This thesis presents also the application of the methods to determine the commitment order of the thermal units in power generation in deregulated environment. The DP methods are more likely to converge toward the global solution because its, simultaneously, evaluate many points in the parameter space. Its do not need to assume that the search space is differentiable or continuous. The proposed methods DP are tested on system Algerian electrical Network. The result of these methods is compared with those obtained from others methods. The dynamic programming appear to be global methods since it converge to the solution from almost any starting point and give a secure control vector.