Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet ensemble de trois articles porte sur les stations de conversion des liaisons à courant continu haute tension (HVDC) utilisant des convertisseurs source de tension (VSC). Il est structuré en trois volets successifs : le premier présente les principes généraux, le second aborde les stratégies de contrôle et de protection, et le dernier traite des modèles et études associés. Ce second article traite spécifiquement des systèmes de contrôle et de protection des stations de conversion pour les liaisons à courant continu haute tension utilisant des convertisseurs source de tension. Les principes de base de contrôle de ce type de convertisseur sont décrits en s'appuyant sur des justifications théoriques. Ensuite les différentes couches de contrôle sont présentées. Enfin un aperçu des stratégies de protection de ces convertisseurs est fourni dans la dernière section.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre Rault : Ingénieur - RTE, France
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Sébastien Dennetière : Ingénieur - RTE, France
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Hani Saad : Ingénieur - ACDC Transient, France
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Anton Stepanov : Ingénieur - PGSTech, Canada
INTRODUCTION
Cet article constitue le deuxième volet de la série « Stations de conversion source de tension pour le transport de l’énergie électrique en courant continu ». Il fait suite au premier article [D 4 764], qui présente les principes généraux et les éléments constitutifs des stations HVDC-VSC. Ce deuxième article est consacré aux principes de contrôle-commande et de protection des stations à convertisseurs modulaires multiniveaux (MMC). Il décrit les structures de contrôle couramment mises en œuvre, les mécanismes de régulation associés, ainsi que les dispositifs de protection spécifiques à ce type d’architecture. Ces notions sont essentielles pour comprendre le comportement dynamique de la station, qui sera illustré dans le troisième article [D 4 766] à travers des études et simulations électrotechniques.
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MOTS-CLÉS
courant continu haute tension convertisseur source de tension transport de l'électricité contrôle-commande
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Contrôle de bas niveau5. Contrôle de la tension AC
Un convertisseur HVDC-VSC peut participer au réglage de la tension CA (figure 14) au travers de sa régulation de puissance réactive au point de raccordement. En effet, le réseau de transport peut être assimilé à un équivalent de Thévenin dont l’impédance correspond à la puissance de court-circuit vu au point de raccordement de la station HVDC-VSC et sa source la tension équivalente du réseau.
Il est possible d’approximer la variation de tension au point de raccordement comme ceci :
Ainsi, une variation d’injection de puissance réactive a un impact sur la tension au point de raccordement. Lorsque la station de conversion injecte davantage de puissance réactive, la tension aura tendance à augmenter alors que lorsqu’elle en absorbe, la tension diminuera. Le contrôle de la tension CA peut se faire sous trois formes :
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Contrôle de puissance réactive fixe : l’opérateur du réseau définit une consigne de puissance réactive en fonction de son besoin, il n’y a pas de réglage de tension automatique ;
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Contrôle de la tension CA fixe : l’opérateur du réseau définit une consigne de tension CA en fonction de son besoin, le convertisseur contrôlera la tension en injectant plus ou moins de puissance réactive. Ce mode de contrôle n’est pas adapté lorsqu’il y a plusieurs systèmes contrôlant la tension dans des nœuds électriques proches, car ils seraient en conflit ;
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Contrôle de tension CA avec une pente de réglage : l’opérateur du réseau définit une consigne de tension CA et la puissance réactive échangée avec le réseau va suivre une droite dans un repère Q/V correspondant à l’équation ...
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Contrôle de la tension AC
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ROHNER (S.), BERNET (S.), HILLER (M.), SOMMER (R.) - Analysis and Simulation of a 6 kV, 6 MVA Modular Multilevel Converter. - IEEE Industrial Electronics Annual Conference, Porto (2009).
-
(2) - WORKING GROUP B4.57 - Guide for the Development of Models for HVDC Converters in a HVDC Grid. - CIGRE Technical Brochure, vol. 604 (2014).
-
(3) - ANDERSON (P.M.), FOUAD (A.A.) - Power system control and stability. - John Wiley & Sons (2008).
-
(4) - ZHANG (L.) - Modeling and Control of VSC-HVDC links connected to weak AC systems. - Stockholm: KTH University (2010).
-
(5) - SCHÖLL (C.) - Design and Simulation-based Comparison of Grid-Forming Converter Control Concepts. - 20th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Power Plants (2021).
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