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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Ambrish Chandra


PLAN DE COURS

Hiver 2022
ENR850 : Qualité de l'énergie électrique (3 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2022


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2022, les modalités suivantes seront appliquées :


Les activités d’enseignement de la session d’hiver 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.


Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant ou l'étudiante doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. Il ou elle doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés afin de les rendre disponibles aux personnes inscrites au cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l’ÉTS.


Les examens (intra, finaux) se feront en présence, si la situation socio-sanitaire le permet.


Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2022, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et, si requis, qu'elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour toute ou pour une partie de la session d’hiver 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.


Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.


En vous inscrivant ou en demeurant inscrit à la session d'hiver 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 18 janvier 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 1er février 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

À la fin de ce cours l’étudiant sera en mesure :

  • d’identifier et analyser les différents types de problèmes de qualité de l’énergie électrique causée par les sources d’énergies renouvelables et différents types des charges, et de développer la technologie de pointe pour améliorer la situation;
  • d’appliquer les techniques de mesure et les normes relatives à la qualité de l’énergie électrique;
  • d’appliquer les techniques classiques et de pointe pour la compensation réactive, l’équilibrage de la charge, la variation de tension, le filtrage des harmoniques et le conditionnement de l’énergie électrique.

Définition, classification, mesure et normes relatives de la qualité de l’énergie électrique. Composantes symétriques, puissances, facteur de puissance et les transformateurs triphasés en régime déséquilibré et en régime déformé. Les charges causant les problèmes de qualité de l’énergie électrique. Amélioration de la qualité de l’énergie électrique utilisant les méthodes classiques et des technologies de pointe : filtres passifs, actifs et hybrides, multiplication des phases, compensateurs de puissance réactive statiques (SVC), STATCOM, contrôle unifié de l’écoulement de puissance (UPFC, UPQC). PV : problèmes de qualité de l’énergie électrique posée par les systèmes PV, notion et poursuite de la puissance maximale du module PV (MPPT), nouvelles technologies, systèmes PV intégrés au réseau et systèmes autonomes. Éoliennes : problèmes de qualité de l’énergie électrique posée par l’énergie éolienne, poursuite de la caractéristique de vitesse, nouvelles technologies.

Séance des travaux pratiques : simuler et vérifier les problèmes de qualité de l’énergie électrique posée par les différents types de charges et les sources d’énergies renouvelables. Simuler et tester les différents types des filtres et compensateurs dans le laboratoire pour améliorer la qualité de l’énergie électrique.




Objectifs du cours

 

À la fin de ce cours l’étudiant sera en mesure :

  • D’identifier les problèmes de qualité de l’énergie électrique;
  • D’identifier les différents types des charges qui génèrent des harmoniques;
  • D’identifier les principales sources d’énergies renouvelables et leurs modes d’exploitation;
  • D’identifier et analyser les différents types de problèmes de qualité de l’énergie électrique causée par les sources d’énergies renouvelables et différents types des charges, et de développer la technologie de pointe pour améliorer la situation;
  • D’appliquer les techniques de mesure et les normes relatives à la qualité de l’énergie électrique;
  • De comprendre et d’appliquer les techniques classiques et de pointe pour la compensation réactive, l’équilibrage de la charge, le filtrage des harmoniques et le conditionnement de  l’énergie électrique.



Stratégies pédagogiques
  • Cours magistraux (3 heures par semaine)
  • Projet 



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Ambrish Chandra Activité de cours Ambrish.Chandra@etsmtl.ca A-2463



Cours

 

1.   Introduction

  • Définition de la qualité de l’énergie électrique 
  • Justification de l’intérêt pour la qualité de l’énergie électrique 
  • Classification du problème de la qualité de l’énergie électrique 

2.  Mesure et normes relatives à la qualité de l’énergie électrique 

  • Méthodes classiques de mesure de la qualité de l’énergie électrique 
  • Les normes du IEEE et les pratiques recommandées

3.  Composantes symétriques

  • Composantes symétriques
  • Relations entre les tensions, les courants et les impédances des diverses séquences
  • Puissances et facteur de puissance en régime déséquilibré
  • Transformateurs triphasés (Dy11, Dz0, Dz10, etc.) en régime déséquilibré

4.  Régime déformé

  • Puissance
  • Composantes symétriques
  • Facteurs de puissance
  • Transformateurs triphasés en régime déformé

5.  Les charges causant les problèmes de la qualité de l’onde

  • Convertisseurs CA/CC
  • Convertisseurs statiques à niveaux multiples
  • Chargeurs de batteries
  • Fours à arc
  • Éclairage fluorescent
  • Dispositifs à modulation de largeur d’impulsion
  • Entraînements à vitesse variable

6.  Amélioration de la qualité de l’onde

  • Filtres passifs
  • Filtres actifs
  • Filtres hybrides
  • Multiplication des phases
  • Compensateurs de puissance réactive statiques (SVC), STATCOM
  • Contrôle unifié de l’écoulement de puissance (UPFC, UPQC)

7.  L’évolution du réseau électrique avec l’énergie renouvelable

7.1 Systèmes photovoltaïques (PV)

  • Problèmes de qualité de l’énergie électrique posée par les systèmes PV 
  • Notion et poursuite de la puissance maximale du module PV (MPPT)
  • Nouvelles technologies
  • Systèmes PV intégrés au réseau et systèmes PV autonomes

7.2 Énergie éolienne

  • Problèmes de LA qualité de l’énergie électrique posée par les éoliennes.
  • Poursuite de la caractéristique de vitesse
  • Nouvelles technologies



Évaluation

 

Activité

Description

%

Date

 

Examen mi-session

35 %

21 février 2022

 

Examen final

25 %

 

 

Projet (incluant présentation)

30 %

 

 

Devoir

10 %

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 21 février 2022



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

N.A




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

N.A

 




Ouvrages de références

 

PAICE, Derek A., Power Electronic Converter Harmonics-Multipulse Methods for Clean Power, IEEE Press, 1996.

DUGAN, Roger C., McGRANAGHAN, Mark F., BEATY, H. Wayne, Electrical Power Systems Quality, McGraw-Hill, 1996.

HEYDT, Gerald T., Electric Power Quality, Stars in A Circle Publications, West LaFayette, IN, USA, 1995.

IEEE, Norme Std 519-1992, IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems, New York, 1993.

MILLER, T.J.E., Reactive power control in Electric Systems, John Wiley & Sons, 1982.

ARILLAGA, J., BRADLEY, D.A., BODGER, P.S., Power System Harmonics, John Wiley & Sons, 1975.

BOUCHARD, Réal-Paul, OLIVIER, Guy, Électrotechnique, Presses internationales Polytechnique, 1999. 

SCHLABBACH, J., BLUME, D., STEPHANBLOME, T., Voltage Quality in Electrical Power Systems, IEE Power and Energy Series 36, UK, 2001.

GHOSH, A., Ledwich, G., Power Quality Enhancement Using Custom Power Devices, Kluwer’s Power Electronics and Power Systems Series, Boston, 2002.

MATHUR, R.M., VARMA, R.K., Thyristor-Based FACTS Controllers for Electrical Transmission Systems, IEEE Series on Power Engineering, 2002.

SOOD, V.K., HVDC and FACTS Controllers, Kluwer’s Power Electronics and Power Systems Series, 2004.

SONG, Y.H., JOHNS, A.T., Flexible ac Transmission Systems (FACTS), IEE Power and Energy Series 30, 1999.

HINGORANI, N.G., GYUGYI, L., Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transimission Systems, IEEE Press, New York, 2000.

DEFLANDRE, T., MAURAS, P., Les harmoniques sur les réseaux électriques, Éditions Eyrolles, Paris, 1998.

SIMOES, M.G., FARRET, F. A., Renewable Energy Systems: Design and Analysis with Induction Generators, CRC Press, New York, 2004




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://planets.etsmtl.ca