réseaux HVDC multi
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Analyse modale et étude des performances d'un système MTDC Samy Akkari, Jing Dai, Marc Petit et Xavier Guillaud 1 [email protected] 09/04/2015 Sommaire Introduction et contexte Présentation du système MTDC considéré Analyse modale du système Étude des performances du système Conclusion et perspectives Liste des publications 2 [email protected] 09/04/2015 Introduction et contexte Contrôle de la partie DC Soutien de la partie AC Stabilité du système Performances du système Source: Colin Macilwain, Energy: Supergrid, In Nature 468 3 [email protected] 09/04/2015 Système MTDC étudié 4 [email protected] 5-terminal HVDC grid Stratégie de commande “voltage-droop” Influence du paramètre de “voltage droop” sur la stabilité et les performances du système? 09/04/2015 Commande d’un VSC 5 [email protected] Boucle de courant dans le plan dq0 Boucle externes de puissance Voltage droop modifie la référence de la boucle de puissance active 09/04/2015 Analyse modale du système – Représentation d’état 6 Représentation du système global obtenue à partir des N représentations d’état des sous-systèmes interconnectées par des contraintes statiques [email protected] 09/04/2015 Analyse modale du système – Facteurs de participation Participation factor ∶ 𝑝𝑘𝑖 = 𝑤𝑘𝑖 𝑣𝑘𝑖 Où 𝑤𝑘𝑖 et 𝑣𝑘𝑖 sont les k-ièmes valeurs des vecteurs propres gauche et droite associés à la valeur propre ߣ𝑖 . 𝑣𝑘𝑖 correspond à l’activité de la k-ième variable d’état quand le i-ième mode est excité 𝑤𝑘𝑖 correspond à la contribution de la k-ième variable d’état au i-ième mode Le facteur de participation 𝑝𝑘𝑖 peut être utilisé comme la mesure de l’impact de la k-ième variable d’état sur le iième mode. 7 [email protected] 09/04/2015 Sous-systèmes – modèle des câbles DC Modèle de câble “PI-couplé” Prend en compte le courant dans l’écran du câble Comparaisons sur EMTP-RV Représentation d’état “simple” 8 [email protected] 09/04/2015 Sous-systèmes – Boucle de courant et VSC Linéarisation “petits signaux” Boucle de courant et modèle moyen (sans pertes) du VSC: 9 [email protected] 09/04/2015 Sous-systèmes – Boucles externes Voltage droop Boucles de puissance (active et réactive) 10 [email protected] 09/04/2015 Sous-systèmes – Association Principe d’association des différents soussystèmes Obtention de la représentation d’état du système complet 11 [email protected] 09/04/2015 Tableau des valeurs propres 12 [email protected] 47 valeurs propres Les dynamiques des boucles de commande sont retrouvées Mise en évidence d’un mode dominant correspondant à la tension DC 09/04/2015 Trajectoires des valeurs propres 13 [email protected] Variation du paramètre de “voltage droop” Impact sur le système? 09/04/2015 Étude des performances du système L’analyse par Singular Value Decomposition (SVD) permet d’obtenir la réponse fréquentielle (« worst-case scenario ») d’un système Multi-Inputs Multi-Outputs (MIMO) face à des perturbations de pulsations non-nulle. Ceci permet de visualiser le comportement dynamique du système et ainsi de voir si les critères dynamiques et les contraintes sont respectés. L’influence de la valeur du paramètre de voltage droop sur la dynamique du système peut alors être étudiée. 14 [email protected] 09/04/2015 Décomposition en valeurs singulières (SVD) – Principe 15 [email protected] 09/04/2015 SVD du système complet 16 [email protected] SVD du système pour différents paramètres de voltage droop Expression de la contrainte en tension DC 09/04/2015 SVD du système complet 17 [email protected] Visualisation 3D en fonction du paramètre de droop 09/04/2015 Conclusion Étude de la stabilité du système MTDC grâce à l’analyse modale Impact du coefficient de voltage droop sur les valeurs propres du système Visualisation fréquentielle grâce à l’outil SVD (“worstcase scenario”) Comportement du système vis-à-vis des contraintes à respecter 18 [email protected] 09/04/2015 Liste des publications Commande en tension dans un réseau HVDC, J. Dai, S. Akkari et M. Petit. Revue 3EI n°73, pp15-20, Septembre 2013 Modélisation, simulation et commande des systèmes VSC-HVDC multi-terminaux, S. Akkari, M. Petit, X. Guillaud et J. Dai. Symposium de Génie Électrique 2014, Cachan, Juillet 2014. Interaction between the voltage-droop and the frequency-droop control for multiterminal HVDC systems, S. Akkari, J. Dai, M. Petit and X. Guillaud. International IET Conference on AC and DC Power Transmission (ACDC2015), Birmingham, February 2015. Coupling between the Frequency Droop and the Voltage Droop of an AC/DC Converter in an MTDC System, S. Akkari, J. Dai, M. Petit and X. Guillaud. PowerTech Eindhoven 2015, Eindhoven, June 2015. Small-Signal Modelling for In-Depth Modal Analysis of an MTDC System, S. Akkari, J. Dai, M. Petit, P. Rault and X. Guillaud. Electrical Power and Energy Conference (EPEC 2015), London (Canada), October 2015 (soumission). 19 [email protected] 09/04/2015
