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ALTAHER Ahmed

Mise en œuvre d'un cadre de sûreté de fonctionnement pour les systèmes d'automatisation de sous-stations intelligentes : application à la distribution de l'énergie électrique

 

Directeur de thèse :     Jean-Marc THIRIET

Co-directeur de thèse :     Stéphane MOCANU

École doctorale : Electronique, electrotechnique, automatique, traitement du signal (eeats)

Spécialité : Automatique et productique

Structure de rattachement : Autre

Établissement d'origine :

Financement(s) : bourse attribuée par un gouvernement étranger

 

Date d'entrée en thèse : 12/04/2013

Date de soutenance : 27/02/2018

 

Composition du jury :
BENSRHAIR, Abdelaziz, Professeur, INSA de Rouen
KOBI, Abdessamad, Professeur, Université d'Angers
RONDEAU, Éric, Professeur, Université de Lorraine
THIRIET, Jean-Marc, Professeur, Université Grenoble Alpes
MOCANU, Stéphane, Maitre de conférences, Grenoble INP

 

Résumé : Depuis son invention, l'électricité joue un rôle essentiel dans notre vie quotidienne. L'apparition des premières installations de production d'électricité à la fin du XIXème siècle a ouvert la voie au système électrique et à ses sous-systèmes. Les consommateurs d'énergie électrique exigent un service fiable en termes de stabilité et de sécurité du réseau électrique. Depuis la libéralisation des marchés, les producteurs d'énergie électrique, les fournisseurs de services publics et d'équipements, en tant qu'acteurs principaux, suivent une tendance émergente pour satisfaire les demandes des consommateurs. Cette tendance implique l'amélioration des technologies, l'innovation et le respect des normes et des réglementations gouvernementales. Tous ces efforts ont été qualifiés de concept de réseaux intelligents (Smart Grid en anglais) qui évolue pour répondre aux demandes futures. Les sous-stations numériques modernes et futures façonnent des nœuds essentiels dans le réseau électrique, où la stabilité du flux d'énergie électrique, la conversion des niveaux de tension et la protection de l'équipement du poste de commutation figurent parmi les principaux rôles de ces nœuds. La norme prometteuse CEI 61850 et ses composants apportent de nouvelles fonctionnalités aux systèmes d'automatisation des postes. L'utilisation de la communication Ethernet dans ces systèmes réduit la quantité de connexions câblées qui réduit l'encombrement de l'équipement de la sous-station, des dispositifs et de leur câblage. L'intégration des nouvelles fonctionnalités CEI 61850 au niveau des sous-stations requiert des compétences multidisciplinaires. Par exemple, considérons les tâches de protection et de contrôle de la puissance d'un côté et les technologies de l'information et de la communication de l'autre. La dépendance entre les fonctions d'automatisation des sous-stations et les réseaux de communication à l'intérieur d'une sous-station pose de nouveaux défis aux concepteurs, intégrateurs et testeurs. Ainsi, étudier la fiabilité des fonctionnalités du système, par exemple, les schémas de protection, exige de nouvelles méthodes d'essai où les méthodes conventionnelles ne sont pas applicables. Les nouvelles techniques devraient fournir des moyens d'évaluer les performances des systèmes conçus et de vérifier leur conformité aux exigences des normes. Afin d'améliorer la fiabilité du système conçu, ce travail vise à développer des méthodes pour tester les systèmes d'automatisation de sous-station CEI 61850, en particulier sur les processus et les niveaux de la baie, dans une plate-forme dédiée aux tâches de recherche. Cette plate-forme incorpore des dispositifs de pointe et des cartes de test qui aideront à observer simultanément les interactions dynamiques des transitoires de puissance et les perturbations du réseau de communication. Les données obtenues lors des tests expérimentaux seront utilisées pour diagnostiquer les défaillances et classer leurs causes afin de les supprimer et d'améliorer la fiabilité du système conçu.


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