Interaction entre convertisseurs CCHT-VSC, dispositifs FACTS, électronique de puissance HT et équipements CA voisins

Introduction

Les phénomènes d'interaction entre convertisseurs CCHT et autres dispositifs électroniques de puissance, ou composants passifs présents dans le réseau, couvrent une large plage de fréquences: des oscillations entre grandes zones, aux interactions subsynchrones (telles que SSRI et SSTI), et même aux oscillations à haute fréquence (de 1000 Hz jusqu'à plusieurs kHz). En outre d'autres interactions dues à des comportements non-linéaires, comme la saturation d'un transformateur, la non-linéarité d'un système de contrôle, etc. peuvent se manifester.

Différents outils ou modèles de simulation, RMS et EMT, des convertisseurs ou des composants de réseau sont disponibles, mais différents travaux ont confirmé que les outils et les modèles représentant les composants actifs et passifs avaient une influence importante sur les résultats des études.

La Brochure Technique (BT) traite plus particulièrement des interactions entre convertisseurs CCHT-VSC et les autres dispositifs, électroniques de puissance ou dispositifs HT passifs.

Chapitre 1 - Contexte

Le Chapitre 1 présente le problème et le besoin de recommandations sur l'analyse, la modélisation et la réduction des interactions entre les convertisseurs CCHT-VSC et les autres composants du système.

L'intégration de nombreuses productions solaires et éoliennes et de convertisseurs CCHT, au cours des dernières années, a induit plusieurs problèmes de stabilité des systèmes électriques. Identifier et réduire le risque de problèmes d'instabilité est une tâche difficile sans directives spécifiques. Assurer l'interopérabilité et la stabilité des systèmes électriques comportant une part significative de convertisseurs est une préoccupation majeure pour le futur, et un sujet critique à prendre en compte dans la perspective de la décarbonation des systèmes électriques.

En outre la multiplication des équipements électroniques connectés au réseau électrique provoque des phénomènes d'interaction qui doivent être traités de façon appropriée. Le Tableau 1 propose une classification des études portant sur les origines multiples et les interactions, qui ont été consultées dans la BT.

Par conséquent le principal objectif de la BT est de proposer des recommandations sur l'analyse, la modélisation et la réduction des interactions entre les convertisseurs CCHT-VSC, les autres convertisseurs, et le réseau, à toutes les étapes du projet, parmi lesquelles des directives sur les études de criblage et de sélection des zones d'étude.

Ainsi, la BT émet des recommandations sur les points suivants :

• Les méthodologies d'analyse et d'évaluation des interactions entre contrôles dans des réseaux CA maillés, comportant de multiples convertisseurs, et de sélection des zones d'étude également.
• Les données requises et les recommandations de modélisation pour analyser ce type d'interaction et vérifier que les modèles utilisés constituent une représentation valide du comportement en exploitation.
• A quel moment, au cours des différentes phases de la vie d'un projet de CCHT-VSC ou de FACTS, faut-il réaliser ces études? 
• La pertinence des différentes études en fonction de l'étape du cycle de vie du projet de CCHT-VSC ou de FACTS.
• Les outils et modèles de simulation (off-line ou temps réel) qui peuvent impacter le résultat des études.
• Les questions de confidentialité et d'échanges de modèles pour des systèmes multifournisseurs.
• L'évaluation du risque et l'appréciation des solutions potentielles.

Chapitre 2 - Types des modèles et méthodologies pour les différentes études d'interaction

Le chapitre 2 traite essentiellement des différents types de modèle et de méthodologie utilisés pour les études des interactions entre les équipements CCHT, les dispositifs électroniques de puissance et le réseau CA. Ces études sont très importantes pour évaluer la stabilité et le comportement des systèmes électriques, et tout particulièrement de ceux qui comportent une large proportion de productions d'origine renouvelable (RES) et des convertisseurs de courant continu, à haute tension (CCHT).