Conséquences pour les harmoniques et le filtrage des connexions proches des stations de conversion CCHT

Introduction

La connexion de stations de conversion CCHT en des points électriquement proches d'un réseau  est une préoccupation importante, parce qu'elle peut provoquer des effets qui doivent être pris en considération très soigneusement par les ingénieurs responsables de la planification, des spécifications, de la conception et de l'exploitation des systèmes CCHT. Beaucoup d'aspects techniques ont été traités par des Groupes de Travail CIGRE antérieurs, mais de nombreux sujets requièrent un examen supplémentaire et plus de directives pratiques, en particulier dans le domaine des harmoniques et du filtrage.

Le Groupe de Travail B4.66 du CIGRE a été mis en place pour analyser plus complètement les problèmes techniques potentiels, délivrer des informations fondamentales et émettre des recommandations appropriées. La Brochure Technique (BT) présente les résultats de ses investigations. Le problème de base peut être formulé de la façon suivante: si deux stations de conversion sont électriquement éloignées l'une de l'autre, la conception des filtres CA d'une station peut être réalisée pratiquement sans tenir compte des caractéristiques harmoniques de l'autre station. Toutefois si la distance électrique entre les stations de conversion est relativement faible (dans le cas extrême, stations raccordées au même jeu de barres), ou s'il existe une situation de possible résonance dans le réseau reliant les deux stations, la qualité du fonctionnement du filtrage d'une station peut être affectée par l'impédance et la production d'harmoniques de l'autre station. De plus la définition de la capacité nominale des filtres d'une station doit prendre en compte la contribution des courants harmoniques de l'autre station, qui en cas de résonance sévère peuvent même être supérieurs à ceux qui sont produits localement

Par conséquent concevoir indépendamment l'un de l'autre les filtres CA de stations de conversion CCHT proches, va en général conduire à des solutions de filtrage non optimisées ou même incompatibles. Un manque de clarté du cahier des charges de la conception, et des informations insuffisantes au niveau des Spécifications Techniques, sur la façon de prendre en compte les potentielles interactions harmoniques, peuvent conduire à des discussions interminables pendant la phase de rédaction des contrats, à des reprises de la conception et à de possibles retards du projet. L'impact économique de ces problèmes peut être très élevé. La coordination est essentielle pour obtenir la compatibilité des conceptions du filtrage.

Une complication supplémentaire émerge quand les stations de conversion proches sont  développées par des constructeurs CCHT différents, et/ou si elles ont des clients différents, scénarios qui deviennent de plus en plus courants dans les marchés ouverts du transport d'électricité partout dans le monde. L'analyse de l'exploitation conjointe demande que les données concernant les circuits importants, les productions d'harmoniques des convertisseurs, les caractéristiques des filtres et les hypothèses de conception, soient échangées entre les propriétaires/opérateurs ou plus spécifiquement entre les constructeurs CCHT  impliqués dans la conception détaillée des deux stations CCHT. Un important effort de collaboration et de coopération peut être nécessaire pour vérifier la compatibilité des filtres et permettre leur optimisation. En plus, dans un tel environnement multi-vendeur/multipropriétaire, les questions contractuelles et légales jouent un rôle important et peuvent influencer la solution globale du filtrage. Ceci est abordé de façon plus détaillée dans la BT.

Domaine couvert

Dans la BT on traite essentiellement des projets CCHT point à point, mettant en œuvre la technologie Convertisseur à Commutation par la Ligne (LCC). Cependant beaucoup de points restent pertinents pour les schémas de technologie VSC (Convertisseur à Source de Tension), ainsi que pour d'autres applications non CCHT, très proches d'une station de conversion, comme des dispositifs FACTS, des parcs éoliens, ou tout autre important générateur d'harmoniques.

Objectifs

En préparant cette BT le GT B4.66 avait objectifs suivants :

• Evaluer les problèmes qui sont apparus aux stades de la spécification, de la réalisation du projet et de l'exploitation des filtres CA des projets CCHT récents qui entrent dans cette catégorie ;
• Recommander des techniques de modélisation  et des méthodes de calcul pertinentes, de façon à permettre aux concepteurs des filtres d'évaluer et de prendre en compte correctement les interactions harmoniques ;
• Examiner comment certains aspects particuliers des interactions harmoniques entre stations de conversion voisines peuvent impacter le bon fonctionnement et le dimensionnement des filtres d'harmoniques des deux stations ;
• Produire des directives en matière de coordination de la conception des filtres, prenant en compte les implications économiques  et les aspects réglementaires ;
• Proposer des recommandations pour la mise en œuvre et la coordination des fonctions de contrôle de la puissance réactive des stations CCHT ;
• Réviser les recommandations de la CEI 61000-3-6 portant sur la spécification des limites d'harmoniques ;
• Réviser les méthodologies actuelles d'évaluation des émissions individuelles d'harmoniques sur site ;
• Examiner comment les recommandations issues de ses travaux peuvent dans le futur être intégrées dans les spécifications des projets CCHT.

Représentation de l'impédance harmonique du réseau CA

Si les stations de conversion sont connectées au même jeu de barres, l'impédance du réseau peut être représentée en utilisant l'approche classique des diagrammes enveloppes, comme dans un réseau à injection unique. Mais si les stations sont connectées à des jeux de barres distincts, cette approche ne convient plus et les calculs d'harmoniques requièrent la connaissance de l'impédance de couplage entre les stations de conversion. Si le système CA est un réseau petit et bien défini, il peut être préférable de modéliser les lignes de transport, les câbles, les générateurs, les transformateurs, etc. Mais si le réseau est un grand réseau maillé, avec des milliers de nœuds et de branches, cette approche n'est plus possible et on peut réduire l'ensemble du réseau pour ne conserver que les jeux de barres associés aux stations de conversion étudiées. Pour un réseau à deux injections, les équivalents à cellules en T ou en π (comme montré sur la Figure 1) peuvent être tirés d'explorations à fréquence unique du modèle du réseau complet, en utilisant un programme standard du commerce. Dans la BT on décrit le processus de calcul.

Il est préférable que ces calculs soient réalisés par le Client ou par le Propriétaire du réseau (plutôt que par les fournisseurs potentiels), avant la rédaction des Spécifications Techniques. Les paramètres résultants du réseau équivalent pour chaque rang d'harmonique et chaque situation du réseau (dont celle intégrant la future évolution du réseau) seront ensuite intégrés dans la Spécification Technique. Cette approche évite que les futures soumissionnaires réalisent leur propre évaluation à partir des informations brutes fournies (habituellement sous forme d'un calcul de répartition), et des duplications inutiles, avec potentiellement des résultats obtenus différents.

Evaluation du comportement harmonique

Les circuits modèles et les méthodes d'étude appropriés doivent être utilisés par les concepteurs des filtres. Les modèles de circuit utilisés pour l'étude des interactions potentielles ne sont pas les mêmes si les stations de conversion sont connectées au même jeu de barres, ou à des jeux de barres électriquement proches.

Systèmes CCHT connectés au même jeu de barres CA

Quand les deux stations de conversion sont raccordées au même jeu de barres, le processus d'analyse du fonctionnement global est semblable à celui suivi pour un système électrique avec une station d'injection unique, mais il faut que les filtres des deux stations soient représentés dans le modèle de circuit, comme montré sur la Figure 2.

Le désaccord simultané des filtres des deux stations est mesuré dans des conditions spécifiées pour trouver le cas de résonance globale extrême entre les filtres et le réseau CA. Pour couvrir la plage de puissance complète des deux liaisons CCHT (de la position bloquée à la puissance nominale), différentes combinaisons de sous-ensembles de filtres des deux stations doivent être évalués dans les calculs.

Systèmes CCHT connectés à des jeux de barres CA différents

Quand les convertisseurs CCHT sont connectés à des jeux de barres différents, l'interaction harmonique entre les deux systèmes ne peut être étudiée qu'avec la modélisation explicite des éléments du réseau, ou  par l'utilisation d'équivalents, comme expliqué précédemment. La Figure 3 représente un modèle de circuit complet, dans lequel un équivalent en π du réseau est utilisé.

Bien que ce soit techniquement possible, il serait en pratique très compliqué, et très consommateur de temps, de procéder à une étude détaillée du fonctionnement conjoint d'un réseau électrique à plusieurs injections, représentant le couplage entre les stations de conversion, pour toutes les configurations d'exploitation et toutes les conditions de charge et de désaccord. Une approche plus raisonnable consiste à réaliser l'étude en deux étapes. Dans un premier temps, on ne tient pas compte de la production d'harmoniques de l'autre liaison CCHT, mais on inclut ses filtres dans l'impédance du réseau vue par la station étudiée (pour les paramètres nominaux et quelques conditions de désaccord). Ceci permettra au concepteur d'utiliser la méthode classique et systématique des diagrammes enveloppes. Dans un second temps la première évaluation est complétée par une analyse détaillée, en utilisant le modèle de circuit présenté dans la Figure 3, et ceci pour différentes configurations spécifiques choisies d'un commun accord entre Client et Fournisseur, et qui prennent en compte le désaccord simultané des filtres dans les deux stations, les indisponibilités de filtre et l'effet global des deux injections de courant. 

Evaluation des caractéristiques des filtres

Dans une configuration à injections CCHT multiples, les composants des filtres d'une station de conversion particulière seront soumis aux contraintes des harmoniques produits localement, mais aussi à celles des harmoniques en provenance des autres liaisons CCHT proches (ou de toute autre source importante d'harmoniques), par le biais du réseau CA. Si ces contraintes additionnelles ne sont pas prises en compte correctement dans la conception, le dimensionnement des filtres peut être inadapté, et ceci conduira à des limitations dans l'exploitation des installations CCHT et du transfert de puissance, à des dommages potentiels aux équipements de filtrage, ou à des déclenchements en cascade des filtres en surcharge entrainant l'arrêt complet.

Une évaluation détaillée du dimensionnement en régime permanent peut être réalisée avec  les mêmes modèles de circuit que pour les analyses de fonctionnement. Certaines hypothèses peuvent différer de celles utilisées pour  les calculs de fonctionnement comme  la plage de puissance, les incidents de réseau, la perte d'un sous-ensemble de filtrage, la plage de tension et de fréquence du réseau, etc. Idéalement il ne faudrait pas prendre en compte des conditions d'exploitation non faisables impliquant les multiples liaisons CCHT. Une définition claire des conditions d'injections multiples en exploitation et des configurations de réseau qui sont possibles devrait être fournie par le Client. De la même façon les études de dimensionnement en régime transitoire doivent prendre en compte non seulement les défauts internes et les manœuvres sur la station de conversion en cours de conception, mais aussi les manœuvres affectant l'autre station, comme la mise sous tension des transformateurs de conversion ou des filtres. Il est par conséquent important qu'un modèle précis des composants principaux des circuits et des équipements de contrôle des manœuvres des autres liaisons CCHT soit pris en compte dans les simulations.

Combinaison des harmoniques produits par différentes stations de conversion

La relation vectorielle entre les différents harmoniques produits par les deux stations de conversion va dépendre des conditions de fonctionnement, de la charge et des phases relatives de la fréquence fondamentale des tensions  sur les jeux de barres où sont connectés les convertisseurs, qui peuvent varier beaucoup en fonction des conditions d'exploitation. Si des informations détaillées sont fournies par le Client pour chaque cas, dans les présentations cohérentes des conditions d'exploitation du réseau, le Constructeur pourra alors utiliser la somme réelle de vecteurs, et cela donnera des résultats réalistes. Si ces données ne sont pas disponibles (ce qui est souvent le cas), le Client devra, dans la Spécification Technique, définir clairement comment les composantes doivent être additionnées. L'approche la plus prudente consiste à supposer que tous les harmoniques sont en phase et peuvent être additionnés arithmétiquement. Pour certains harmoniques cette méthode peut convenir, si les convertisseurs sont connectés au même jeu de barres et que les sources de distorsion sont liées (par ex. l'harmonique de rang 3 dû à la composante inverse de la tension du réseau). Dans d'autres cas le résultat est indûment pessimiste, comme dans le cas où les convertisseurs sont connectés à des jeux de barres différents, ou  quand les sources de distorsion ne sont pas liées, par exemple dans le cas des harmoniques non caractéristiques produits par les asymétries d'angle d'allumage (jitter).

Harmoniques préexistants

Quand le niveau des interactions entre deux stations de conversion CCHT est négligeable, les harmoniques produits par la station éloignée peuvent être simplement considérés comme des harmoniques préexistants. Cependant, si le couplage est important, il est fortement recommandé d'évaluer l'effet de la station CCHT proche, et de ses filtres, en les incluant explicitement dans le modèle du circuit utilisé pour l'analyse des harmoniques, comme décrit précédemment. Ceci se justifie par les natures complètement différentes des harmoniques préexistants  et des harmoniques produits par les stations CCHT, et par l'existence possible de conditions de résonance qui ne seraient pas détectées par le modèle des harmoniques préexistants.

Si les stations de conversion sont connectées au même jeu de barres, les harmoniques préexistants peuvent être représentés par un équivalent Thévenin, et le cas de résonance extrême entre l'impédance du réseau et les impédances des filtres des deux stations peut être détecté par une recherche systématique (en considérant toutes les combinaisons faisables des sous-ensembles des filtres et un désaccord simultané des filtres), comme dans le cas d'une seule liaison. Quand les stations de conversion sont connectées à des jeux de barres différents, l'effet de la distorsion préexistante ne peut plus être modélisé par un simple équivalent Thévenin. Dans la BT on examine différentes approches possibles pour prendre en compte son effet sur les études de fonctionnement et de dimensionnement.

Coordination de la conception des filtres

Deux constructeurs CCHT peuvent proposer des arrangements de filtres CA complètement différents pour des installations de conversion identiques ou pratiquement identiques, en fonction d'hypothèses techniques ou en raison d'une conception préférée de filtre. Les deux solutions peuvent répondre aux mêmes exigences techniques en exploitation séparée, mais l'exploitation conjointe peut néanmoins ne pas être satisfaisante. La BT expose les implications d'une conception indépendante des filtres, et des approches possibles de la coordination, prenant en compte non seulement les aspects techniques, mais aussi les points de vue économique, contractuel et réglementaire, tout particulièrement dans un environnement de vendeurs et propriétaires multiples.

Problèmes potentiels en cas de conception indépendante des filtres

Nombre de problèmes peuvent potentiellement se manifester lors de l'exploitation conjointe, si les filtres CA des deux stations de conversion proches sont spécifiés et conçus séparément les uns des autres :

• Répartition inégale de la charge harmonique entre les filtres
• Résonance imprévisible entre filtres
• Résonance à fréquence basse entre l'ensemble des filtres et le réseau
• Surcharge des filtres due à l'amplification d'harmoniques d'origine lointaine en présence de résonances dans le réseau
• Instabilité harmonique
• Excès de puissance réactive aux faibles puissances
• Surcharge des filtres d'une station due à la mise sous tension de transformateurs dans l'autre station.

Dans la BT chacun de ces problèmes est discuté en détail, et certains sont illustrés au moyen d'exemples préparés simples, dans une série d'annexes.

Situations dans lesquelles la coordination de la conception des filtres peut être importante

L'analyse des interactions harmoniques et la coordination de la conception des filtres de stations de conversion indépendantes peuvent être indispensables dans plusieurs situations pratiques, telles que :

• L'installation d'un nouveau système CCHT à proximité électrique d'une station de conversion existante → l'approche habituelle est de concevoir les filtres CA du nouveau système de façon que les filtres existants ne soient pas impactés. Mais si les filtres existants ont été conçus il y a très longtemps, avec les hypothèses de conception sensiblement différentes sur les caractéristiques du réseau, sur les harmoniques préexistants, sur les facteurs de déréglage, etc., un système de filtrage très coûteux et complexe peut être nécessaire, qui peut compromettre la tenue du calendrier d'ensemble du projet du fait la forte augmentation de la durée, et de l'effort, d'ingénierie requis. Dans ce cas on peut conseiller de redimensionner ou de remplacer (totalement ou en partie) les filtres existants. Les simplifications et les économies réalisées sur les nouveaux filtres peuvent contrebalancer les coûts supplémentaires que représente la modification des filtres existants. Une analyse technique et économique détaillée doit être réalisée tout au début du projet pour déterminer l'approche optimale à retenir.
• L'installation par étapes d'un projet CCHT planifié → un projet de transport de plusieurs milliers de MW (par ex. deux ou trois bipôles) échelonné sur plusieurs années. Un tel échelonnement de la capacité de transport est ordinairement suivi pour adapter la capacité de transport à la montée en puissance de la capacité de production ou de l'augmentation de la charge. L'objectif est d'établir des instructions et des spécifications  pour partager équitablement entre les concepteurs les responsabilités dans le processus de coordination et d'optimisation globale de la conception des filtres. Ceci évitera de pénaliser les projets ultérieurs, comme l'aurait fait une approche incrémentale de la conception.
• Le remplacement, la rénovation ou le redimensionnement de stations de conversion → pour allonger la durée de vie ou accroître la capacité de transport  d'un système CCHT, un remplacement sélectif ou un redimensionnement de composants ou de sous-systèmes vieillissants sont quelquefois décidés par le Client. Ceci peut couvrir le remplacement des filtres CA de la station de conversion; dans ce cas s'il existe un autre système CCHT connecté au même jeu de barres CA, ou à un jeu de barres proche, dont les filtres ne sont pas inclus dans le programme de rénovation, les interactions harmoniques entre ses filtres et les nouveaux filtres (ou les filtres modifiés) doivent être soigneusement analysées. Dans certains cas un remplacement exactement un pour un est possible, mais dans certaines situations il peut être nécessaire de reprendre complètement la conception.
• Un nouveau système CCHT avec un SVC ou un STATCOM puissants à proximité → dans beaucoup d'utilisations les dispositifs de compensation dynamique de puissance réactive sont installés à proximité d'une station de conversion pour améliorer la tenue de la tension en cas de perturbations du réseau. Les influences mutuelles entre la production d'harmoniques et les filtrages, tant CCHT que SVC/STATCOM, doivent être soigneusement prises en considération.
•  Un nouveau système CCHT multi-terminal, avec des connexions CA proches → les stations terminales d'un système CCHT sont normalement électriquement éloignées l'une de l'autre. Mais avec un système CCHT multi-terminal, deux terminaux ou plus peuvent se trouver proches, et les interactions harmoniques peuvent donc devenir significatives, et doivent être prises en compte dans l'étude des filtres CA.

Conception en coopération dans un environnement à plusieurs parties prenantes

Différentes questions en rapport avec des stations de conversions proches demandent une coopération et des échanges d'informations entre les Propriétaires/Opérateurs ou, plus spécifiquement, entre les Constructeurs CCHT, sur les détails de conception des deux stations proches. Les informations requises par les concepteurs de chacune des stations sont essentiellement celles qui sont nécessaires à la modélisation des émissions harmoniques des convertisseurs, et de l'impédance harmonique des stations CCHT, pour toutes les conditions. Les informations requises pour l'évaluation des événements de manœuvre (par ex. mise sous tension de transformateur) qui peuvent conduire à de contraintes supplémentaires dans les filtres harmoniques de rang faible existants, sont également importantes.

L'échange souhaité des informations peut rencontrer plusieurs obstacles. En premier lieu, il peut entrer en conflit avec le besoin naturel de secret qui doit exister entre concurrents, qui peuvent ne pas souhaiter que leurs méthodes de conception soient dévoilées à d'autres ou que les autres refassent les calculs. En deuxième lieu, il court le risque de contrevenir au règlement contre les ententes qui interdit les collusions entre concurrents du même marché. En troisième lieu, il requiert l'accord du propriétaire des stations CCHT (ou des propriétaires, si ce sont des entités différentes). Ce processus n'apparaît pas comme difficile, dans la mesure où l'intérêt de toutes les parties est de garantir une conception réussie. Cependant, vu les questions impliquées et les règles et réglementations en vigueur dans les différentes organisations, il se peut que les responsables de projet soient obligés de recueillir les conseils et la décision des services juridiques avant d'autoriser l'échange des informations.

Par conséquent il faut peut-être établir un accord contractuel spécial entre les parties intéressées, validé juridiquement, qui définit précisément l'étendue de l'échange d'informations et les canaux de communication que ces informations doivent emprunter, et qui limite également l'utilisation et la diffusion des informations ainsi obtenues. Les règles régissant les contacts entre individus doivent également être précisément définies.

Il est donc clair qu'au plan pratique les précédentes procédures peuvent prendre un temps appréciable, et ceci doit être prévu et planifié dans le calendrier de la conception du projet. Les ingénieurs impliqués doivent porter une attention particulière à la définition exacte des informations requises pour garantir une coordination appropriée de la conception, telle qu'elle est exposée dans la BT. La liste des informations demandées doit être préparée, avec si possible la motivation de la demande. La liste doit être exhaustive, parce qu'il pourrait s'avérer difficile d'intégrer ultérieurement des informations dans le cadre de l'accord.

Implications du cadre réglementaire

Dans les marchés d'électricité libéralisés, chacune des installations  de transport des réseaux électriques est habituellement traitée comme une entité indépendante des points de vue légal et contractuel. En conséquence chaque station de conversion proche est réglementée indépendamment, et soumise individuellement à des pénalités pour non-conformité aux réglementations sur les harmoniques, même si d'autres stations de conversion sont connectées au même jeu de barres CA. De cette façon  l'optimisation globale du filtrage n'est pas possible.

Ceci a été le cas pour le projet CCHT de Rio Madeira, au Brésil, où le même constructeur était responsable de la conception et de la construction des filtres CA d'une station dos-à-dos et d'un bipôle sur le même site, et connectés au même jeu de barres 500 kV. Les deux projets ont été développés en même temps, mais comme les deux projets appartenaient à des concessionnaires de transport différents il a été nécessaire, pour des raisons contractuelles et légales, de fournir des ensembles de filtrage séparés, chacun avec sa propre redondance, au lieu de développer une solution de filtrage commune plus efficiente, couvrant les deux projets.

Dans certaines parties du monde des stations de conversion CCHT peuvent être électriquement proches mais se situer physiquement dans des pays différents, où des réglementations des harmoniques et des définitions des limites acceptables d'harmoniques différentes peuvent s'appliquer. Cette situation peut encore compliquer l'analyse et la définition des solutions de filtrage.

Mise en œuvre du contrôle de la puissance réactive

Quand deux stations de conversion, ou plus, sont connectées au même poste, il est nécessaire de coordonner les actions des contrôleurs de puissance réactive (RPC) pour obtenir un fonctionnement approprié en cas de d'exploitation conjointe. Dans l'idéal l'ensemble des fonctions RPC devrait être implanté au Centre de Contrôle Maître. Cette solution présente l'avantage de permettre une utilisation optimale des filtres et des ressources de puissance réactive de l'ensemble du poste, mais elle requiert un important effort de collaboration et des études en commun très poussées au moment de la conception. Un Contrôleur Maître peut être demandé par le Client pour assurer ces fonctions.

Une autre approche, plus courante consiste à implanter certaines ou même toutes les fonctions RPC au niveau du contrôle de la station: (a) les fonctions de contrôle du fonctionnement et du respect des caractéristiques nominales est généralement implanté au niveau de la station, sans coordination  entre les stations de conversion. Ceci est beaucoup plus simple en termes d'études d'harmoniques et de mise en place, mais peut conduire en général à des restrictions supplémentaires sur l'exploitation. Par exemple une limitation de puissance, ou une réduction, peut être imposée sans nécessité sur un système CCHT en cas d'indisponibilité d'un type de filtre alors même qu'un filtre similaire est disponible sur l'autre système ; (b) le contrôle d'échange de la puissance réactive est un contrôle en boucle fermée et peut être mis en œuvre facilement au niveau de la station ou au niveau Maître, le seul problème étant de choisir les paramètres qui conviennent  pour éviter des manœuvre simultanées dans les différents systèmes; (c) le contrôle des surtensions doit de préférence être implanté au niveau Maître, mais s'il est implanté au niveau station les réglages du contrôle (niveaux et temps de réponse) doivent être coordonnés entre les systèmes pour éviter des commutations excessives des filtres. 

La structure hiérarchique de base du RPC doit être définie précisément par le Client dans la Spécification Technique. L'implantation de chacune des fonctions doit de préférence être cohérente avec les spécifications de conception des filtres. Si les projets CCHT sont échelonnés dans le temps, la Spécification Technique doit définir qui est responsable de la coordination globale des fonctions RPC, et de l'intégration et de l'interfaçage du système de contrôle existant avec le nouveau, pour éviter une dispute technique et un conflit commercial après l'attribution des contrats.

Spécification des limites d'harmoniques

La spécification technique des projets CCHT neufs arrête normalement les limites d'harmoniques en conformité avec les normes internationales, ou du retour d'expérience des projets antérieurs. Ces limites sont rarement définies sur la base d'études ou de mesures détaillées sur le réseau réel et au point de connexion de la station CCHT. Habituellement des limites d'harmoniques « incrémentales » sont spécifiées, mais si les distorsions préexistantes sont importantes, certains Clients spécifient une approche d'évaluation « agrégée », c. à d. que les limites prennent en compte à la fois les harmoniques produits par la station et l'amplification/atténuation de la distorsion préexistante. Une approche semblable doit être envisagée quand plusieurs stations sont connectées à proximité l'une de l'autre. Comme les émissions harmoniques d'une station peuvent être considérablement impactées par la production harmonique et l'impédance de l'autre station, le comportement harmonique est mieux exprimé en termes d'émission harmonique conjointe. Il est donc fortement recommandé d'éviter la pratique normale qui consiste à spécifier uniquement les limites incrémentales de distorsion de la tension, indépendamment pour chacune des stations de conversion proches. 

Les instructions de la norme CEI 61000-3-6 sont révisées dans le contexte d'une configuration à connexions CC multiples. Le principe de base est d'arrêter des limites d'harmoniques de manière telle que le niveau de distorsion en tout point du réseau ne dépasse pas les niveaux planifiés, quand toutes les installations à l'origine de distorsion présentes dans les réseaux HT et THT (dont les stations de conversion proches) injectent une distorsion harmonique égale à leur limite individuelle d'émission.

Evaluation des émissions harmoniques

Quand des stations de conversion sont connectées à proximité, vérifier individuellement le comportement spécifié sur site est une autre difficulté. Le niveau effectif mesuré de la distorsion harmonique au point de connexion n'est pas seulement dû seulement à la station de conversion qui est évaluée, mais aussi à une variété de sources harmoniques réparties dans le réseau. Comme il est en pratique impossible de mettre hors service ces sources pendant les mesures, des méthodes de « séparation » ont été mises au point pour discriminer les contributions harmoniques du côté Client et du côté Alimentation des valeurs mesurées à l'interface Client/Compagnie d'électricité. Ce problème est connu comme « identification de la source harmonique ». Quand un autre Client (par ex. une autre station de conversion) est connectée au même jeu de barre ou à proximité, un type différent de problème de détection de source d'harmoniques apparaît, qui consiste à déterminer quelle entité connectée est à l'origine d'un problème particulier d'harmonique signalé ou d'une violation d'une limite spécifiée d'harmonique.

Les méthodes de séparation développée pour une configuration Client unique/Compagnie d'électricité ne peuvent pas s'appliquer dans cette situation, et des techniques nouvelles ou des modifications des méthodes existantes sont donc nécessaires. Dans la BT on présente rapidement les méthodes de séparation disponibles dans la littérature, avec une description des principes de base, des hypothèses et des simplifications, ainsi que des difficultés techniques et pratiques que soulève leur utilisation pour des mesures sur site réel.

Conclusions

La BT a été préparée pour aider les Compagnies d'électricité et les Consultants dans la rédaction des Spécifications Techniques et dans l'analyse des conceptions des filtres envisagés pour des projets CCHT connectés à proximité d'autres stations. Elle fournit des instructions pour les études de pré-spécification à réaliser pour explorer la possibilité d'interactions harmoniques, et déterminer les données de réseau spécifiques et les informations techniques, telles que les paramètres de l'impédance harmonique, la philosophie de contrôle de la puissance réactive et les niveaux limites d'harmoniques. Elle constitue également une base de savoir sur les aspects à prendre en compte et leurs possibles implications dans la conception des équipements de filtrage.