Détails du sujet
DÉVELOPPEMENT D'UN SYSTÈME DE PROTECTION INTELLIGENTE
CONTRE LES COURTS-CIRCUITS DANS LES TABLEAUX ÉLECTRIQUES
POUR LES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES DE LA VILLE DE GOMA
Résumé
Dans le cadre de notre travail sur le développement d’un système de protection intelligent
contre les courts-circuits dans les tableaux électriques des réseaux de la ville de Goma, nous
nous fixons comme objectif de concevoir et de mettre en place un système de protection
performant et adapté aux différentes installations électriques, notamment le réseau de
distribution moyenne tension de la SNEL/Goma.
Les principaux défis liés à la protection contre les courts-circuits dans les tableaux électriques
des réseaux électriques actuels protection sont :
• La rapidité pour limiter la durée des courants de court-circuit ;
• La sélectivité pour ne déclencher que l’ouvrage siège du court-circuit ;
• La sensibilité pour fonctionner sur une large plage de courants de court-circuit ;
• La fiabilité car une protection n’est pas sollicitée fréquemment mais doit être disponible
et ne pas engendrer de déclenchement intempestif.
Plusieurs technologies et méthodes sont utilisées pour détecter et prévenir les courts-circuits
dans les tableaux électriques : Disjoncteurs, fusibles, relais de protection, contacteurs, …
Pour développer un système de protection intelligent contre les courts-circuits, l’utilisation
d'algorithmes avancés (les algorithmes basés sur l'intelligence artificielle) ont été nécessaire.
La combinaison de technologies modernes avec des algorithmes avancés peut
considérablement améliorer la détection et la réponse aux courts-circuits dans les réseaux
électriques actuels.
Les questions suivantes ont guidé notre recherche :
1. Quels sont les principaux défis liés à la protection contre les courts-circuits dans
les tableaux électriques des réseaux électriques actuels ?
2. Quelles sont les technologies et les méthodes existantes pour détecter et prévenir
les courts-circuits dans les tableaux électriques ?
3. Comment peut-on développer un système de protection intelligent qui utilise des
algorithmes avancés pour détecter et réagir rapidement aux courts-circuits, tout en
66
minimisant les risques de dommages aux équipements électriques et en assurant la
sécurité des personnes ?
Pour concevoir et mettre en place un système de protection intelligent contre les courts-circuits,
deux modèles d’intelligence artificiel basés sur le modèle TreeBagger ont été implémenté et
entrainé sous le logiciel MATLAB.
De ces deux modèles l’un permet la prédiction du jeu de barre en défaut et l’autre pour la
prédiction du type de défaut ; Ainsi deux objectifs principaux ont été atteints : la prédiction
précise du type de défaut survenant dans le réseau, et l’identification du jeu de barres affecté.
Les résultats obtenus lors de la simulation sous MATLAB/Simulink nous permettent d’affirmer
que :
• Le modèle chargé de prédire le type de défaut est d’une précision moyenne de 99,73%
et un F1-score moyen de 99,07 %. Ces résultats nous permettent d’affirmer que notre
modèle est capable de distinguer les défauts pouvant subvenir aux différents jeux de
barres du réseau feeder centre d’une manière précise, fidèle et robuste.
• Le modèle destiné à identifier le jeu de barres en défaut atteint une précision moyenne
de 96,85 % et un F1-score de 93,53%.; aux vues de ces résultats on affirme que notre
modèle est capable de détecter avec précision, fidélité et robustesse les différents
défauts pouvant subvenir aux différents jeux de barres du feeder centre de la SNEL
Goma.
Le système de protection développé dans ce travail est capable de détecter les défauts de
manière quasi-instantanée, ce qui renforce son efficacité en tant que solution de protection en
temps réel.
Pour compléter ce travail nous pouvons suggérer les approches suivantes :
• Développer un prototype physique à l’aide des microcontrôleurs tels que rasberyPI afin
d’évaluer dans les conditions réelles la performance des modelés proposés ici pour la
protection contre les défauts électriques
• Elaborer une étude technico économique sur l’intégration des systèmes basées sur
l’intelligence artificielle pour la protection des réseaux électrique.
Auteur : AMANI MUTOKA
Niveau: TECH2
Département: Genie Electrique
Année Ac: 2023-2024 , | 2025-01-20 09:36:38
Mots clés
Conception, simulation, système de protection, courts-circuits, tableaux électriques
Intérêt
Amélioration de la sécurité :
• Réduction du nombre d'incendies d'origine électrique, protégeant ainsi les vies
humaines et les biens matériels.
• Diminution des risques d'électrocution, contribuant à un environnement plus sûr pour la
population.
B. Fiabilisation du réseau électrique :
• Réduction des interruptions de service causées par les courts-circuits et l’améliorant la
qualité de l'électricité fournie.
• Diminution des coûts de maintenance et de réparation du réseau électrique.
C. Avantages spécifiques pour la population de Goma :
• Amélioration de la qualité de vie grâce à un environnement plus sûr une meilleure
alimentation électrique.
Directeur & Encadreur
Directeur: BARAKA Olivier MUSHAGE
Encadreur: MUSONGYA Dieudonné
Status
Décision ou observation:
Feu vert:
Déposé : OUI
Défendu: NON
Finalisé: OUI
DÉVELOPPEMENT D'UN SYSTÈME DE PROTECTION INTELLIGENTE CONTRE LES COURTS-CIRCUITS DANS LES TABLEAUX ÉLECTRIQUES POUR LES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES DE LA VILLE DE GOMA
Résumé
Dans le cadre de notre travail sur le développement d’un système de protection intelligentcontre les courts-circuits dans les tableaux électriques des réseaux de la ville de Goma, nous
nous fixons comme objectif de concevoir et de mettre en place un système de protection
performant et adapté aux différentes installations électriques, notamment le réseau de
distribution moyenne tension de la SNEL/Goma.
Les principaux défis liés à la protection contre les courts-circuits dans les tableaux électriques
des réseaux électriques actuels protection sont :
• La rapidité pour limiter la durée des courants de court-circuit ;
• La sélectivité pour ne déclencher que l’ouvrage siège du court-circuit ;
• La sensibilité pour fonctionner sur une large plage de courants de court-circuit ;
• La fiabilité car une protection n’est pas sollicitée fréquemment mais doit être disponible
et ne pas engendrer de déclenchement intempestif.
Plusieurs technologies et méthodes sont utilisées pour détecter et prévenir les courts-circuits
dans les tableaux électriques : Disjoncteurs, fusibles, relais de protection, contacteurs, …
Pour développer un système de protection intelligent contre les courts-circuits, l’utilisation
d'algorithmes avancés (les algorithmes basés sur l'intelligence artificielle) ont été nécessaire.
La combinaison de technologies modernes avec des algorithmes avancés peut
considérablement améliorer la détection et la réponse aux courts-circuits dans les réseaux
électriques actuels.
Les questions suivantes ont guidé notre recherche :
1. Quels sont les principaux défis liés à la protection contre les courts-circuits dans
les tableaux électriques des réseaux électriques actuels ?
2. Quelles sont les technologies et les méthodes existantes pour détecter et prévenir
les courts-circuits dans les tableaux électriques ?
3. Comment peut-on développer un système de protection intelligent qui utilise des
algorithmes avancés pour détecter et réagir rapidement aux courts-circuits, tout en
66
minimisant les risques de dommages aux équipements électriques et en assurant la
sécurité des personnes ?
Pour concevoir et mettre en place un système de protection intelligent contre les courts-circuits,
deux modèles d’intelligence artificiel basés sur le modèle TreeBagger ont été implémenté et
entrainé sous le logiciel MATLAB.
De ces deux modèles l’un permet la prédiction du jeu de barre en défaut et l’autre pour la
prédiction du type de défaut ; Ainsi deux objectifs principaux ont été atteints : la prédiction
précise du type de défaut survenant dans le réseau, et l’identification du jeu de barres affecté.
Les résultats obtenus lors de la simulation sous MATLAB/Simulink nous permettent d’affirmer
que :
• Le modèle chargé de prédire le type de défaut est d’une précision moyenne de 99,73%
et un F1-score moyen de 99,07 %. Ces résultats nous permettent d’affirmer que notre
modèle est capable de distinguer les défauts pouvant subvenir aux différents jeux de
barres du réseau feeder centre d’une manière précise, fidèle et robuste.
• Le modèle destiné à identifier le jeu de barres en défaut atteint une précision moyenne
de 96,85 % et un F1-score de 93,53%.; aux vues de ces résultats on affirme que notre
modèle est capable de détecter avec précision, fidélité et robustesse les différents
défauts pouvant subvenir aux différents jeux de barres du feeder centre de la SNEL
Goma.
Le système de protection développé dans ce travail est capable de détecter les défauts de
manière quasi-instantanée, ce qui renforce son efficacité en tant que solution de protection en
temps réel.
Pour compléter ce travail nous pouvons suggérer les approches suivantes :
• Développer un prototype physique à l’aide des microcontrôleurs tels que rasberyPI afin
d’évaluer dans les conditions réelles la performance des modelés proposés ici pour la
protection contre les défauts électriques
• Elaborer une étude technico économique sur l’intégration des systèmes basées sur
l’intelligence artificielle pour la protection des réseaux électrique.
Auteur : AMANI MUTOKA
Niveau: TECH2
Département: Genie Electrique
Année Ac: 2023-2024 , | 2025-01-20 09:36:38
Mots clés
Conception, simulation, système de protection, courts-circuits, tableaux électriquesIntérêt
Amélioration de la sécurité :• Réduction du nombre d'incendies d'origine électrique, protégeant ainsi les vies
humaines et les biens matériels.
• Diminution des risques d'électrocution, contribuant à un environnement plus sûr pour la
population.
B. Fiabilisation du réseau électrique :
• Réduction des interruptions de service causées par les courts-circuits et l’améliorant la
qualité de l'électricité fournie.
• Diminution des coûts de maintenance et de réparation du réseau électrique.
C. Avantages spécifiques pour la population de Goma :
• Amélioration de la qualité de vie grâce à un environnement plus sûr une meilleure
alimentation électrique.
Directeur & Encadreur
Directeur: BARAKA Olivier MUSHAGEEncadreur: MUSONGYA Dieudonné
Status
Décision ou observation:Feu vert:
Déposé : OUI
Défendu: NON
Finalisé: OUI