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Energie (BEAMS - Energy)
Faculté des Sciences appliquées/école polytechnique - Electromécanique (unité ULB670)

Un thème de recherche de longue date du groupe Energie concerne la conduite, la supervision et la protection des réseaux électriques. En particulier, le groupe a acquis de grandes compétences en matière de la conception et de l'essai de relais de protections numériques pour lignes de haute tension, transformateurs, alternateurs et moteurs, ainsi qu'en matière de l'analyse et la mesure de la Power Quality. Les recherches en cours concernent la maintenance, la sureté de fonctionnement et la stabilité des réseaux électriques, et l'utilisation d'unités de mesures de phaseurs synchronisés (PMU). Le groupe Energie mène également des recherches dans le domaine de la production décentralisée de l'électricité et des énergies renouvelables. On se focalise notamment sur l'énergie éolienne et sur la régulation des génératrices éoliennes lors de l'apparition de défauts dans le réseau et dans la génératrice. La modélisation, la simulation et le contrôle des machines et entraînements électriques constituent un autre axe de recherche. Des machines asynchrones et synchrones sont simulées par élements finis ou au moyen de modèles dq. Un des objectifs est la mise en oeuvre de systèmes de détection en ligne pour des défauts dans les machines asynchrones.Nous étudions également, et ce depuis plus de 20 ans, les entraînements en traction ferroviaire et en particulier la commande PWM et les problèmes spectraux associés.Un autre axe de recherche concerne les alimentations à découpage : modélisation et simulation des aspects électriques, magnétiques et thermiques, régulations analogique et digitales, supervision. A long-standing research activity of the Energy group concerns the operation, the monitoring and the protection of power systems. In particular, the group has a large expertise in the design of numerical protection relays for HV lines transformers, generators and motors, and in the design of monitoring systems for Power Quality analysis. Ongoing research deals with the maintenance, the reliability and the stability of power systems, and with the use of synchronized Phasor Measurement Units (PMUs). The Energy group also carries out research in the domain of dispersed generation and renewable energies. The focus is on wind energy and the control of wind turbine generators in the presence of grid faults and generator faults. The modeling, the simulation and the control of electrical machines and drives constitute another axis of research. Induction machines and synchronous machines are modeled by means of finite element models and dq-models. Part of our attention goes towards the development of online detection systems for faults in induction motors. Further, a major topic for more than 20 year is PWM control of railway traction drives and the related spectral problems. Another research axis is devoted to switch-mode power supplies (modeling and simulation of electrical, magnetic and thermal problems, topologies, analog and digital control, monitoring). [A long-standing research activity of the Energy group concerns the operation, the monitoring and the protection of power systems. In particular, the group has a large expertise in the design of numerical protection relays for HV lines transformers, generators and motors, and in the design of monitoring systems for Power Quality analysis. Ongoing research deals with the maintenance, the reliability and the stability of power systems, and with the use of synchronized Phasor Measurement Units (PMUs). The Energy group also carries out research in the domain of dispersed generation and renewable energies. The focus is on wind energy and the control of wind turbine generators in the presence of grid faults and generator faults. The modeling, the simulation and the control of electrical machines and drives constitute another axis of research. Induction machines and synchronous machines are modeled by means of finite element models and dq-models. Part of our attention goes towards the development of online detection systems for faults in induction motors. Further, a major topic for more than 20 year is PWM control of railway traction drives and the related spectral problems. Another research axis is devoted to switch-mode power supplies (modeling and simulation of electrical, magnetic and thermal problems, topologies, analog and digital control, monitoring).]



coordonnées


Energie
tel +32-2-650.26.62 / 26.69 / 26.63 / 28.27, fax +32-2-650.26.53, jcmaun@ulb.ac.be
http://beams.ulb.ac.be
Campus du Solbosch, bâtiment L, niveau 1, local L.1.111
CP165/52, avenue F.D. Roosevelt 50, 1050 Bruxelles

Pour en savoir plus, consultez le site web de l'unité.



responsables


Jean-Claude MAUN Prof. Johan GYSELINCK Prof. Pierre MATHYS


composition


Emmanuel BAIRY Benjamin GENET Michael HURTGEN Erwan LEROY Michel OSEE Pascal PROVOT Christophe REYNTIENS Jonathan SPROOTEN Grégory VAN KONINCKXLOO Jacques WARICHET Jawwad ZAFAR


projets


Supervision avancée et sûreté de fonctionnement des systèmes complexes: application aux réseaux électriques (ARC, 2006-2011) [Advanced supervision and dependability of complex processes: application to power systems (ARC, 2006-2011)]
La supervision et la sûreté de fonctionnement des systèmes complexes sont des disciplines de plus en plus cruciales pour assurer le fonctionnement des installations industrielles dans des conditions contraignantes de sécurité et de respect de l'environnement tout en maintenant leur compétitivité. La supervision des procédés, aussi appelée détection et isolation de défauts, a pour objet la détection la plus rapide possible des comportements anormaux d'un système et la localisation de leur origine. La supervision est réalisée en ligne et elle fait notamment appel à des outils de traitement du signal et d'automatique. La sûreté de fonctionnement vise quant à elle à fournir des indicateurs de performance (fiabilité, disponibilité, maintenabilité, sûreté') d'un système vis-à-vis de sa tenue aux défaillances dont il serait potentiellement l'objet, comme à en planifier les opérations de maintenance sur la base des risques et des coûts opérationnels du système. Le calcul de ces indicateurs est effectué hors ligne et requiert une modélisation stochastique détaillée du système considéré. Ces deux domaines sont étroitement liés en pratique et l'objectif de ce projet est de stimuler la recherche multidisciplinaire à l'interface entre ces disciplines. Afin de diriger les développements théoriques vers des problèmes réalistes, on se basera sur un domaine d'application concret, à savoir le système de production, de transport et de distribution de l'énergie électrique. On se focalisera plus précisément, sur les questions suivantes qui concernent manifestement l'interaction entre la supervision et la sûreté de fonctionnement et qui sont pertinentes pour les applications aux réseaux électriques : (a) stratégies de maintenance basées sur un système de supervision pour des systèmes complexes distribués géographiquement, avec application au réseau de transport et de distribution de l'électricité, (b) traitement dynamique des cascades d'événements avec application aux transitoires accompagnés de perte de protection dans les réseaux de transport et de distribution, (c) supervision et régulation fiables, avec applications d'une part aux éoliennes, en vue de leur permettre de participer aux services systèmes (réglage de la tension, de la fréquence, possibilité de fonctionnement en îlotage) et d'autre part aux réseaux géographiquement étendus. [Supervision, reliability, maintenance and safety of complex systems are becoming more and more important in order to ensure that industrial processes work in stringent safety and environmental constraints, while keeping their competitiveness. Advanced process supervision, also called fault detection and isolation (FDI), aims at detecting as fast as possible the abnormal behaviours of a system and localizing their origin. Such behaviours indicate a malfunction or an incipient failure. Supervision is performed on-line and requires tools from signal processing and control engineering among others. On the other hand, reliability, availability, maintenance and safety (RAMS) analyses aim at providing performance indicators for a given system with respect to its ability to cope with failures, and at planning maintenance operations on the basis of the risks and operational costs of the system. Such indicators are computed off-line, and this requires a detailed stochastic model of the considered system. In practice, these two scopes are closely related and the objective of this project is to stimulate multidisciplinary research at the interplay between these disciplines. In order to lead theoretical developments to realistic problems, we will consider a concrete application field namely the production, transmission and distribution of electrical energy. The focus within this project will be on the following issues that clearly deal with interaction between supervision and RAMS, and that are relevant for the indicated power system applications: (a) monitoring-based maintenance strategies for complex geographically distributed systems with application to the transmission grid, (b) dynamic treatment of cascade events in loss-of-protection transients in the transmission grid, (c) reliable supervision and control with a first application to wind mill installations, in order to allow their participation in ancillary services (voltage or frequency control, possibility of islanded operation), and a second application to wide-area monitoring and control of large power systems.]

Innovation dans les relais à microprocesseurs (IRAM) [Innovation in microprocessor relays (IRAM)]
Depuis plus de vingt ans, l'unité de recherche Energie (anciennement service de Génie électrique) est le plus important laboratoire universitaire collaborant avec SIEMENS PTD (Power Transmission and Distribution)au développement des relais à microprocesseurs pour la protection des réseaux électriques. Les projets les plus récents financés par Siemens : - Synchronous Phasor Measurement Unit et Applications (2003-2007) - Introduction of power quality monitoring in protection relays (2001-2003) - Project FARMAX - PROXISERVER (2000-2001) - Software SICARO-XP (1999-2000) - Intelligent settings software (1998-1999) - Project SIPROTEC DEMO (1997-1998) - Use of superimposed quantities in distance relays (1996-1997) - Line differential protection (1996-1999) - Diagnose (1997) [For more than twenty years the Energy research unit has been the most important university laboratory working for SIEMENS PTD (Power Transmission and Distribution) to the development of microprocessor relays for the electrical power networks protection. Recent projects financed by Siemens: - Synchronous Phasor Measurement Unit et Applications (2003-2007) - Introduction of power quality monitoring in protection relays (2001-2003) - Project FARMAX - PROXISERVER (2000-2001) - Software SICARO-XP (1999-2000) - Intelligent settings software (1998-1999) - Project SIPROTEC DEMO (1997-1998) - Use of superimposed quantities in distance relays (1996-1997) - Line differential protection (1996-1999) - Diagnose (1997)]

COMPRIMa
Modèle d'optimisation de coût pour la planification, le remplacement, l'inspection et la maintenance des installations du réseau électrique d'Elia [Cost-Optimization Model for the Planning of the Renewal, Inspection and maintenance of power systm facilities]

Laboratoire d'essais des systèmes de protection des réseaux électriques [Test laboratory of the protection systems of the electrical networks]
Après avoir effectué ces tâches dans les années 1970 et 1980, le service de Génie électrique est redevenu en 2000 le laboratoire d'essais des relais de protection pour le gestionnaire du réseau électrique belge (CPTE). Il dispose des convertisseurs DAC, des amplificateurs, des systèmes de mesures et des logiciels nécessaries à cette tâche.

Développement du Q-WAVE : appareil intelligent de mesure de la qualité de l'électricité [Development of the Q-WAVE : intelligent device for the measurement of the Electricity Quality]
Ce projet a eu pour but le développement complet d'un nouvel appareil de mesure de la qualité de l'électricité considérant non seulement la qualité de la tension délivrée mais aussi l'évolution des courants de façon à poser un diagnostic intelligent sur les causes d'une mauvaise qualité de l'alimentation électrique. [The goal of this project is the complete development of a new measurement device of the electricity quality considering not only the quality of the delivery voltage, but also the evolution of the currents to diagnose intelligently the causes of a poor quality of the electrical supply.]



theses


MORALES Ana, ''Impact of decentralised power on power systems'', Dir. J.C. Maun et Prof. J. Gyselinck, Faculté des Sciences Appliquées, Service BEAMS, ULB, Bruxelles, 2006, 2006

FOUATHIA Ouahab, ''Stratégie de maintenance centrée sur la fiabilité dans les réseaux électriques haute tension'', Dir. Prof. J.C. Maun, Faculté des Sciences Appliquées, Service Génie Electrique, ULB, Bruxelles, 2005, 2005

CHEN Zhihong, ''Application of artificial neural networks to power system protection'', Dir. Prof. J.C. MAUN, Faculté des Sciences Appliquées, Service Génie électrique, ULB, Bruxelles, 1997, 1997

PHILIPPOT Luc, ''Parameter estimation and error estimation for line fault location and distance protection in power transmission systems'', Dir. Prof. J.C. Maun, Faculté des Sciences Appliquées, Service Génie Electrique, ULB, Bruxelles, 1996, 1996

IDIKAYI Muamba, ''Contribution à la modélisation de la saturation magnétique des turboalternateurs par la méthode des éléments finis'', Dir. Prof. R. Poncelet et Prof. J.C. Maun, Faculté des Sciences Appliquées, Service Génie Electrique, ULB, Bruxelles, 1994, 1994

LI Yongli, ''Identification algorithms, fault selectors and tracking of states for digital relays'', Dir. Prof. R.Poncelet et Prof. J.C. Maun, Faculté des Sciences Appliquées, Service Génie Electrique, ULB, Bruxelles, 1993, 1993



collaborations


JURISCH Andreas, SEZI Tevfik, LEMMER Siegfried,, SIEMENS,, Projet IRAM, Power Transmission and Distribution, Berlin-Nurnberg,, ALLEMAGNE (REP.FED.)

DEJAEGER Emmanuel,, LABORELEC S.C.,, Linkebeek,, Belgique

DEWILDE Vanessa,, Elia, Laboratoire d'essais des relais de protection,, Bruxelles,, Belgique

STUBBE Marc, KAROUI Karim,, TRACTEBEL, Energy Engineering,, Bruxelles,, Belgique

Serge BASSEM, Pierre CROCKAERT,, ACTL' S.A. - Région Wallonne, Projet QWAVE,, Braine l'Alleud,, Belgique



prix


Prix Frérichs - Jean Claude MAUN

Prix S.R.B.E. - Jean Claude MAUN

Prix S.R.B.E. - Johan GYSELINCK

Prix S.R.B.E. - Jacques WARICHET

Prix Acta technica Belgica - Jean Claude MAUN

Prix SINAVE - Luc PHILIPPOT

Médaille Blondel - Marc STUBBE

Membre émérite de la S.E.E. - Jean Claude MAUN

Young Researcher Award, International Conference on Electrical Machines (ICEM) 1998 - Johan GYSELINCK



savoir-faire/équipements


B.B.C. : Pont redresseur BBC à quatre quadrants (+/-500V, +/-180A)

CMC56 : Valise numérique d'essai de relais de protection de OMICRON

ELECTRE : Logiciel de schématique électrique de HP

EMTP-ATP et EMTP'96 : Logiciel de simulation de transitoires électromagnétiques

EUROSTAG : Logiciel de stabilité de réseaux (court, moyen et long terme)

Flux2D : Logiciel de calcul électromagnétique

LABVIEW : Logiciel d'acquisition de mesure (instrumentation virtuelle) installé sur 11 bancs d'essai de machines électriques avec PC

P531 : Enregistreur numérique Oscillostore P531 de Siemens avec le logiciel OSCOP

R.E.D.: Réseau expérimental et Didactique (Modèle de Réseau de Transport et Distribution d'Energie électrique)

Relais numériques de protection pour réseaux électriques : SIEMENS 7SA511, 7SA513, 7UT51, 7UM511, 7UM515, 7SD52, 7SJ64

SEPLAN - NAP : Logiciel de calcul de réseaux électriques de SYSTEMS Europe

VOLTECH : Analyseur de puissance triphasée fondamentale et harmonique



mots clés compréhensibles déclarés


électronique de puissance énergie éolienne énergies renouvelables machines et entraînements électriques supervision, protection et sûreté de fonctionnement des réseaux électr


disciplines et mots clés déclarés


Automatisme et régulation Electricité courants forts Electronique générale Eoliennes Instrumentation Lignes électriques Logiciel d'application Réseaux électriques

analyse d'événement analyse numérique de signaux dependability diagnostic intelligent eoliennes fiabilité localisateur de défauts maintenance matériel de mesure Monte Carlo protection qualité de l'électricité qualité de la tension relais à microprocesseurs relais numériques réseau électrique réseaux de petri réseaux électriques réseaux neuronaux artificiels supervision avancée supervision distribuée géographiquement traitement de signaux traitement numérique des signaux


codes technologiques DGTRE


Électrotechnique Recherche énergétique Traitement des signaux