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 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.
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MOTS-CLÉS
courant continu haute tension convertisseur source de tension transport de l'électricité modélisation des convertisseurs source de tension
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Fonctionnement dynamique2. Fonctionnement en régime permanent
2.1 Diagramme PQU
La puissance active et réactive d’un convertisseur VSC peuvent être contrôlées de manière indépendante dans un convertisseur VSC dans la limite de son diagramme PQU (puissance active, réactive et tension AC).
Ces limites dépendent du dimensionnement physique des composants de la station de conversion. Elles peuvent être déterminées à partir de trois grandeurs que sont :
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Le courant alternatif maximal au point de raccordement, principalement affecté par :
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courant maximal à travers le transformateur de couplage,
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partie CA maximale du courant à travers les inductances de demi-bras,
-
partie CA maximale du courant à travers les valves ;
-
-
La tension alternative maximale en sortie du convertisseur (pour les topologies avec des sous-modules HB, la tension CA crête en sortie du convertisseur doit être inférieure à la tension CC du pole positif et supérieure à celle du pole négatif) ;
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Le courant continu maximal, principalement affecté par :
-
courant CC maximal dans le câble DC,
-
partie CC maximale du courant dans les inductances des demi-bras,
-
courant CC maximal dans les inductances de lissage CC (si elles existent),
-
partie CC maximale du courant à travers les valves.
-
À noter que chacune de ces limites sont interdépendantes les unes des autres, plus particulièrement, la limite de courant à travers les valves qui dépend du courant CA et CC comme défini plus bas (équation (5)).
En figure 3, le diagramme de Fresnel issue de [D 4 765] est rappelé pour faciliter la compréhension de la suite.
La première limite est calculée à partir du courant maximal à travers le convertisseur qui est équivalent au courant CA maximal admissible (Is...
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Fonctionnement en régime permanent
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WORKING GROUP B4.70 - Guide for electromagnetic transient studies involving VSC converters. - CIGRE Technical Brochure, vol. 832 (2021).
-
(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) - 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).
-
(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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