Systèmes CCHT hybrides LCC/VSC

Les convertisseurs commutés par le réseau (LCC) et les convertisseurs à source de tension (VSC) sont les deux technologies utilisées pour la transmission de courant continu à haute tension (CCHT). Au cours des 60 dernières années, plus de 100 systèmes LCC ont été mis en service, avec une tension atteignant ±1100kV et une capacité de transport pouvant atteindre jusqu'à 12GW. Parallèlement, plus de 50 systèmes VSC ont été mis en service, avec une tension atteignant ±800kV et une capacité de transport de 5GW. La technologie LCC offre les avantages d'une plus grande capacité de transport, mais ces stations nécessitent généralement une grande emprise au sol. De plus, la station fonctionnant en onduleur doit être soutenue par un réseau avec une capacité de court-circuit suffisante, définie de manière générale par le rapport de court-circuit (SCR, Short Circuit Ratio), afin de garantir un fonctionnement fiable et des performances satisfaisantes. Les perturbations causées par les défauts de commutation dues aux perturbations, ainsi que les besoins en puissance réactive d'un convertisseur LCC ont un impact sur le réseau auquel la station est connectée. A l’inverse, la technologie VSC ne souffre pas de défauts de commutation et la puissance active et la puissance réactive peuvent être contrôlées indépendamment. Ces avantages techniques permettent au VSC de maintenir son fonctionnement durant les défauts du système AC et de contrôler la puissance réactive échangée au point de connection. De manière générale, chaque technologie a été utilisée indépendement l’une de l’autre.

Le concept de combiner les technologies LCC et VSC dans une liaison CCHT semble gagner en popularité. Par exemple, dans le projet CCHT Skagerrak4 reliant la Norvège et le Danemark, le LCC et le VSC sont utilisés dans chacun des pôles du système bipolaire ; dans le projet Back-to-Back Luxi en Chine, les convertisseurs LCC et VSC sont connectés en parallèle ; dans l'application de l'alimentation électrique des plates-formes de forage en mer, le LCC et le VSC peuvent être installés respectivement du côté du redresseur et de l'onduleur, et dans les applications de transport par ligne aérienne, le LCC et le VSC peuvent être connectés en série dans une même station. Les systèmes CCHT hybrides offre une grande valeur technique et des perspectives d'application intéressantes car ils combinent le coût inférieur du LCC avec l'absence de défaillance de commutation et la souplesse de contrôle du VSC. Dans cette brochure, le CCHT hybride caractérisé par un LCC au redresseur et un VSC à l’onduleur (appelé CCHT hybride au niveau de la station - configuration point à point) est systématiquement utilisé à titre d'exemple.