Coordination Optimale des Relais a Maximum de Courant Directionnels dans un Système de Distribution avec Sources d'Énergie Renouvelables

Abstract

L’intégration des sources d’énergie renouvelables dans les réseaux de distribution électrique modifie profondément les conditions de fonctionnement de ces réseaux, traditionnellement radiaux et passifs. La production décentralisée (DG) entraîne une bidirectionnalité des flux de puissance, une variation des courants de court-circuit et une perturbation de la coordination des systèmes de protection, en particulier des relais à maximum de courant directionnels. L’objectif principal de ce mémoire est d’étudier l’impact de l’insertion de la génération distribuée sur la coordination optimale des relais à maximum de courant dans un réseau de distribution, et de proposer une méthode d’optimisation basée sur l’algorithme génétique. Cette approche permet de déterminer les réglages optimaux des paramètres des relais tout en respectant des contraintes. Les simulations réalisées sur un réseau de test à 14 nœuds montrent que l’insertion de DG augmente significativement les courants de défaut, surtout lorsque la source est proche du point de défaut. Les résultats confirment que l’algorithme génétique converge vers des solutions respectant les intervalles de coordination, et que les réglages des relais doivent être systématiquement recalculés après toute intégration de sources renouvelables. ُحدث دمج مصادر الطاقة المتجددة في شبكات توزيع الكهرباء تغيي ًرا جذريًا في ظروف تشغيل هذه الشبكات، التي تتسم تقليديًا بالتوزيع الشعاعي والسلبية. ويؤدي توليد الطاقة الموزعة إلى تدفق الطاقة في كلا الاتجاهين، وتغير تيارات قصر الدائرة، واضطراب في تنسيق أنظمة الحماية، ولا سيما مرحلات التيار الزائد الاتجاهية. يهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير إدخال توليد الطاقة الموزعة على تنسيق الامثل لمرحلات التيار الزائد في شبكة التوزيع، واقتراح طريقة مثلى تعتمد على الخوارزمية الجينية. يُمكّن هذا النهج من تحديد الإعدادات المثلى لإعدادات المرحل مع مراعاة القيود. أظهر عمليات المحاكاة التي أُجريت على شبكة اختبار مكونة من 14عقدة أن إدخال توليد الطاقة الموزعة يزيد بشكل ملحوظ من تيارات الأعطال، خاص ًة عندما يكون المصدر قريبًا من نقطة العطل. تؤكد النتائج أن الخوارزمية الجينية تتقارب نحو حلول تراعي فترات التنسيق، وأنه يجب إعادة حساب إعدادات المرحلات بشكل منهجي بعد أي دمج لمصادر الطاقة المتجددة