Etude de faisabilité et utilisation de dispositifs de stockages d'énergie électrique intégrés aux systèmes CCHT et STATCOM

Introduction

Les liaisons CCHT et les disposais FACTS, en particulier les dispositifs STATCOM, joueront un rôle crucial dans le bon fonctionnement de ce nouveau réseau à prédominance d'électronique de puissance. Les systèmes CCHT basés sur les convertisseurs à source de tension (VSC) de technologie MMC (convertisseur modulaire multi-niveaux) se révèlent comme étant la solution préférée pour les systèmes CCHT à venir. Cette préférence s'explique par leur efficacité supérieure, par leur possible extension à des niveaux de tension supérieurs, par leur compatibilité avec les câbles XLPE, leur emprise au sol réduite et leur capabilité de réponse rapide.

L'accroissement rapide du nombre et de la taille des systèmes de stockage d'énergie électrique (ES) est essentiellement motivé par leur aptitude à apporter la flexibilité nécessaire pour intégrer des productions des sources renouvelables intermittentes. Avec la diminution de leur coût et les progrès techniques (tels que la densité énergétique et la sécurité), des systèmes de stockage de grande capacité sont en cours d'installation dans différents pays, à la fois aux niveaux du transport et de la distribution. La mise en place de systèmes ES dans des systèmes CCHT ou des dispositifs FACTS devrait permettre d'introduire ou d'améliorer les fonctionnalités, et de fournir des services innovants au réseau, en réduisant son coût et augmentant sa résilience. La capacité de maintenir le fonctionnement des générateurs en cas de défaut (Fault ride-through – FRT), la capacité de redémarrage autonome (Black-start), le soutien dynamique de tension, la capacité de fonctionner en réseau séparé, le support rapide de la fréquence, et l'amélioration de la stabilité du réseau, sont certains de ces services.  

La Brochure Technique (BT) issue des travaux du Groupe de Travail (GT) B4.84, étudie l'intégration de systèmes ES dans des systèmes CCHT et STATCOM (c. à d. ES-CCHT et ES-STATCOM), d'une capacité allant de quelques centaines de MW à quelques GW, et raccordés à des niveaux élevés de tension du réseau de transport.

Pour les systèmes CCHT, différentes options d'intégration des ES systèmes sont envisageables, dépendant de la conception, des besoins, et des aspects de coût. Le Tableau 1 présente les emplacements possibles: intégration du côté CA de la station de  conversion, du côté CC de la station de conversion, dans un réseau CC, ou au sein même des sous-modules du convertisseur.

De même pour l'application dans les STATCOM, où les ES peuvent être intégrés dans le système modulaire du STATCOM, du côté du bus CC, ou au sein des valves, comme montré dans la Figure 1.

Pour le cas d'un ES-CCHT, il est important de distinguer la puissance transférée par la liaison de la puissance fournie par le système ES. La capacité nominale du système ES n'est pas nécessairement liée à la puissance nominale de la liaison et peut être plus faible, en fonction des services système à fournir.