Control and application of VSC-HVDC systems for grid connection

Résumé

Aujourd’hui, des centres de production de l’énergie électrique à partir de sources d’énergie renouvelable sont de plus en plus répandus et éloignés des centres de charge. Il est nécessaire de trouver un moyen de transmission approprié pour transmettre de la puissance des centres de production aux systèmes à courant alternatif ou entre les systèmes. Du point de vue technique et économique, la transmission VSC-HVDC comporte un certain nombre d'avantages potentiels et de multiples applications. Par exemple, le système VSC-HVDC peut contrôler la puissance active et réactive de façon indépendante et réaliser l'inversion du flux de puissance sans changer la polarité de la tension; Il peut aussi fournir la charge passive et fonctionner sans de gros filtres CA; Il peut être utilisé dans des endroits différents des centres de production de l’énergie telles que dans les grands parcs éoliens en mer ou sur terre, dans les installations solaires ou dans d'autres installations industrielles. Ce travail traite du contrôle et de l'application des systèmes VSC-HVDC. Tout d'abord, afin d'exploiter les avantages du système VSC-HVDC et d'améliorer la performance dynamique du système, trois différents systèmes de contrôle sont mis en œuvre et comparés dans les mêmes conditions dans le système de transmission VSC-HVDC. Leurs avantages et inconvénients sont décrits en détail. Le modèle d’un système VSC-HVDC de deux bornes est développé avec MATLAB / SPS et la performance dynamique du système est évaluée au cours du démarrage du système, des chutes de tension et des évènements d'inversion de puissance. Les résultats de simulation montrent que ces trois systèmes de contrôle pour le système VSC-HVDC peuvent améliorer la performance dynamique lors des évènements cidessus. Des systèmes de contrôle différents ont des effets différents sur la performance du système. Ainsi, il est possible de choisir le système de contrôle en fonction des exigences, et des applications de contrôle du système et le projet abc axe contrôle deadbeat dans le schéma fournit une solution de contrôle de haute performance pour le système VSC-HVDC. En ce qui concerne l'application du système VSC-HVDC transmission UHVDC, actuellement la plupart des stations de conversion pour les opérations UHVDC dans les projets existants sont des stations de conversion basées sur des thyristors, qui sont communément constitués d’une connexion série de deux ponts à 12 impulsions avec 400 kV de tension nominale chacune donnant une tension nominale de 800 kV par pôle. Des solutions innovantes ont été mises en œuvre pour répondre pleinement aux grandes exigences pour la transmission de puissance en ultra haute tension au moyen des stations de conversion à thyristors. Cependant, ce système présente quelques inconvénients tels que des risques de défaut de commutation, l'inversion de puissance exigeant l’inversion du sens du courant, la puissance réactive, la puissance active ne pouvant pas être contrôlée de façon indépendante,et l'exigence de filtres coûteux du côté CC et CA. Afin de remédier à ces problèmes, la technologie UHVDC basée sur VSC est tout d'abord proposée. Elle examine la possibilité de la connexion série de quatre stations HVDC basée sur VSC, avec une tension 200 kV DC chacune, pour former un pôle de tension de 800 kV DC. Des tests exigeants tels que ceux de puissance active et réactive et de l'inversion de direction d'écoulement de puissance sont mis en œuvre, et la faisabilité est démontrée par des simulations en utilisant le logiciel de MATLAB / SPS.

Date	24 nov. 2016
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Louis-A. Dessaint (Directeur(-trice))