Electric Power Systems

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil électricien », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

• AA1.1, AA1.2, AA1.3
• AA2.1, AA2.2
• AA3.3
• AA6.1

Plus précisément, au terme du cours, l'étudiant sera capable de :

1. Architecture des systèmes électriques :

• Décrire et expliquer les principales caractéristiques, fonctionnalités et modes opératoires des réseaux électriques de transport et distribution publics ainsi que des réseaux de distribution industriels

2. Outils de modélisation et de calcul :

• Etablir et utiliser le schéma équivalent d'un réseau triphasé symétrique avec ou sans neutre,
• Expliquer les principes du calcul en unités relatives (per unit) et utiliser celles-ci dans le cadre de la résolution de problèmes numériques,
• Expliquer et interpréter physiquement les composantes de Fortescue,
• Utiliser les composantes de Fortescue pour l'analyse de situations et la résolution de problèmes relatifs au fonctionnement des réseaux en régime déséquilibré.

3. Eléments constitutifs des réseaux :

• Décrire et expliquer les principes de fonctionnement des transformateurs, leurs modes de couplage, leurs conditions d'utilisation en parallèle. Décrire, expliquer et utiliser leurs schémas équivalents,
• Expliquer les bases physiques et les principes de calcul des paramètres primaires et secondaires des lignes aériennes; expliquer le schéma en PI des lignes et ses versions simplifiées,
• Expliquer les principes physiques de la transmission de puissance complexe sur une ligne, les notions d'impédance caractéristique et de puissance naturelle,
• Décrire et expliquer le diagramme de fonctionnement d'un alternateur raccordé à un réseau,
• Expliciter les notions de puissances brute et nette produites par un alternateur; calculer les puissances active et réactive échangées entre un alternateur et le réseau auquel il est raccordé au travers d'un transformateur de couplage.

Utiliser l'ensemble de ces concepts pour analyser des situations pratiques et résoudre des problèmes (exercices numériques).

4. Conception et exploitation des réseaux :

• Expliquer les principes fondamentaux du calcul des flux de puissance dans un réseau maillé et les appliquer manuellement dans des situations simples,
• Analyser et interpréter les résultats d'un calcul des flux de puissance obtenus au moyen d'outils logiciels spécialisés,
• Expliquer les différentes techniques de réglage de la tension, discuter les critères de choix d'une technique adéquate dans une situation donnée, résoudre des problèmes relatifs au réglage de la tension,
• Expliquer les principes du réglage primaire de la fréquence et du réglage secondaire fréquence-puissance et les appliquer dans des situations pratiques,
• Expliquer les principes de base du réglage tertiaire de la production d'énergie électrique (dispatching économique) et les appliquer dans des situations pratiques simples,
• Calculer manuellement des courants de court-circuit équilibrés et déséquilibrés dans des situations simples,
• Expliquer les principes fondamentaux de la protection des réseaux de transport et de distribution et les appliquer dans des situations pratiques.

Acquis d'apprentissage transversaux :

• Structurer, détailler et présenter une note de calcul
• Utiliser de manière critique des outils logiciels professionnels de calcul (logiciels « commerciaux »)