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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 troisième article présente les études et modèles employés lors de la conception et de l’exploitation des liaisons HDVC-VSC. Puis aborde le calcul des capacités intrinsèques de fonctionnement en fonction des limites physiques, et finalement analyse les comportements dynamiques et transitoires à travers des scénarios représentatifs.
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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 troisième et dernier volet de la série « Stations de conversion source de tension pour le transport de l’énergie électrique en courant continu ». Le premier article [D 4 764] présente les généralités sur les stations de conversion de type VSC, tandis que le deuxième [D 4 765] est consacré aux principes de contrôle-commande et de protection des convertisseurs modulaires multiniveaux (MMC). Il est conseillé d’avoir lu les deux premiers volets afin de mieux comprendre le contenu de celui-ci. Ce dernier article aborde les études électrotechniques associées à l’insertion des stations HVDC-VSC. Il présente d’abord un aperçu des études et des modèles utilisés à la fois pour la conception de la station et son intégration au réseau de transport et illustre, par la suite, à travers plusieurs exemples, les comportements en régime permanent, dynamique et transitoires typiques de ces installations.
MOTS-CLÉS
courant continu haute tension convertisseur source de tension transport de l'électricité modélisation des convertisseurs source de tension
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3. Fonctionnement dynamique
Cette section décrit le fonctionnement des convertisseurs HVDC-VSC de technologie MMC lorsqu’une perturbation se produit sur le système électrique externe ou interne de la station de conversion ou lors d’un changement de consigne et/ou de mode d’exploitation. On parle alors de comportement dynamique. Leur comportement dynamique est dicté par leur topologie, la caractéristique de leurs équipements et leur contrôle-commande.
Dans cette section il sera question de décrire le comportement typique des convertisseurs lorsqu’ils sont soumis à des perturbations externes (défauts côté réseau alternatif, changement de topologie du réseau…) ou internes comme des défauts sur la partie CC. Il est aussi question de décrire le comportement des convertisseurs dans un mode de fonctionnement normal comme la phase de démarrage.
Le comportement de ces convertisseurs est étudié avec des outils de simulation de transitoires électromagnétiques [D 4 130] ; les modèles utilisés pour ces analyses sont décrits et discutés dans la section 1.
Les résultats et les consignes sont affichés en per unit (pu), ce qui signifie un rapport entre la valeur actuelle et la valeur nominale de cette même quantité, par exemple une tension de 0,8 pu signifie que la tension est à 80 % de la tension nominale. Cette notation est couramment utilisée dans les réseaux électriques pour afficher une grandeur dans son contexte.
3.1 Comportement...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WORKING GROUP B4.70 - Guide for electromagnetic transient studies involving VSC converters. - CIGRE Technical Brochure, vol. 832 (2021).
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(2) - WORKING GROUP B4.57 - Guide for the Development of Models for HVDC Converters in a HVDC Grid. - CIGRE Technical Brochure, vol. 604 (2014).
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(3) - SAAD (H.), DENNETIÈRE (S.), MAHSEREDJIAN (J.), DELARUE (P.), GUILLAUD (X.), PERALTA (J.), NGUEFEU (S.) - Modular Multilevel Converter Models for Electromagnetic Transients. - IEEE Transactions on Power Delivery (2013).
-
(4) - SAAD (H.), FILLION (Y.), DESCHANVRES (S.), VERNAY (Y.), DENNETIÈRE (S.) - On Resonances and Harmonics in HVDC-MMC Station Connected to AC Grid. - IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 32, n° 3 (2017).
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(5) - PANG (H.), TANG (G.), HE (Z.) - Evaluation of losses in VSC-HVDC transmission system. - In IEEE PES General Meeting, Pittsburgh (2008).
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