Avec la demande croissante en énergie et l’intégration des sources d’énergie renouvelable, les réseaux électriques font face à d’importants défis opérationnels. Ces défis incluent les surcharges, les pertes de puissance et les instabilités du système, notamment lorsque les réseaux fonctionnent à proximité de leurs limites de capacité. Les dispositifs du réseau de transport jouent un rôle essentiel pour assurer l’exploitation sécurisée du réseau tout en facilitant l’intégration efficace des sources renouvelables afin de répondre à la demande croissante en électricité. Ce travail propose un modèle d’optimisation formulé sous forme de programme mixte en nombres entiers et à contraintes coniques du second ordre (MISOCP) pour la planification des actions de contrôle des dispositifs clés dans les systèmes de transport électrique, permettant ainsi d’améliorer l’efficacité opérationnelle du réseau et d’assurer une résolution efficace à l’aide de solveurs d’optimisation standards. Le modèle intègre (i) les changeurs de prise en charge (OLTC) pour gérer les niveaux de tension par des ajustements discrets des prises ; (ii) les compensateurs statiques synchrones (STATCOM) et les réactances shunt pour assurer la compensation de puissance réactive et la régulation de la tension ; et (iii) les condensateurs série à thyristors (TCSC) afin de contrôler l’impédance série et de réguler les flux de puissance. L’objectif du modèle est de minimiser les pertes de puissance active dans les lignes de transport en utilisant un nombre limité d’actions de contrôle, comme recommandé par l’opérateur, sur un horizon temporel donné, tout en garantissant le respect des contraintes opérationnelles et physiques à tout moment.

Pour modéliser efficacement les contraintes imposées par les caractéristiques opérationnelles des dispositifs, des techniques de linéarisation et de relaxation sont appliquées. Plus précisément, une relaxation conique du second ordre (SOCR) est employée pour modéliser les flux de puissance au sein du problème d’optimisation tout en garantissant une résolution computationnelle. Les contraintes associées aux OLTC sont discrétisées à l’aide d’une expansion binaire avant d’être linéarisées. Les STATCOM sont modélisés à l’aide de contraintes linéaires basées sur leurs valeurs maximales et minimales de puissance réactive afin de représenter leur comportement d’injection et d’absorption. Une technique d’expansion binaire est également utilisée pour modéliser les réactances shunt, permettant l’agrégation de plusieurs valeurs discrètes de puissance réactive. De plus, une technique de reformulation-linéarisation (RLT) est appliquée afin de modéliser la contribution des TCSC de manière convexe. Afin d’assurer une représentation précise du problème, un modèle d’optimisation multi-période est employé. Cette approche prend en compte la nature séquentielle des actions de contrôle, où les décisions prises à un instant donné influencent celles adoptées aux étapes suivantes.

Le modèle est testé sur les réseaux IEEE 9-bus et RTS 96 et comparé avec des modèles existants issus de la littérature. Les profils de tension et les pertes de puissance active sont évalués afin d’en mesurer la performance. Ces tests valident l’efficacité du modèle pour maintenir les tensions dans des limites acceptables tout en minimisant les pertes de puissance, soulignant ainsi son potentiel pour une application à des réseaux électriques de plus grande échelle.