FR2744296A1 - Power regulation system for polyphase electric power distribution line - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un système de régulation de puissance d'une ligne de distribution d'énergie électrique polyphasée. The present invention relates to a power regulation system of a polyphase electrical energy distribution line.
De nombreux types d'incidents peuvent apparaître dans les réseaux de distribution d'énergie électrique. Ces incidents peuvent être causés par exemple par des défauts dans un élément constitutif du réseau, par des chocs provoqués par des manoeuvres de ces moyens ou par de la foudre et peuvent entraîner une modification de la topologie du réseau. Many types of incidents can appear in electrical energy distribution networks. These incidents can be caused for example by faults in a constituent element of the network, by shocks caused by maneuvers of these means or by lightning and can cause a modification of the topology of the network.
Pour assurer la stabilité du réseau ou pour équilibrer le transit de puissance en présence de tels incidents, différents dispositifs électroniques régulateurs de puissance peuvent être utilisés. To ensure the stability of the network or to balance the power transit in the presence of such incidents, various electronic power regulating devices can be used.
On connaît des systèmes de régulation de puissance du type comprenant, branchés sur une ligne du réseau de distribution d'énergie, des premiers moyens de régulation de puissance réactive comportant un circuit onduleur d'échange de puissance réactive avec ladite ligne de distribution sous le contrôle d'un dispositif de commande de l'amplitude de la tension alternative de sortie du circuit onduleur et des deuxièmes moyens de régulation de puissance active et de l'impédance de ladite ligne comportant un deuxième circuit onduleur adapté pour injecter une tension alternative en série dans ladite ligne de distribution sous le contrôle d'un deuxième dispositif de commande de l'amplitude et du déphasage de ladite tension alternative par rapport à la tension de ladite ligne. There are known power regulation systems of the type comprising, connected to a line of the energy distribution network, first reactive power regulation means comprising an inverter circuit for reactive power exchange with said distribution line under control a device for controlling the amplitude of the alternating output voltage of the inverter circuit and second means for regulating active power and the impedance of said line comprising a second inverter circuit suitable for injecting an alternating voltage in series into said distribution line under the control of a second device for controlling the amplitude and phase shift of said alternating voltage with respect to the voltage of said line.
Dans ces systèmes connus, les circuits onduleurs des premiers et deuxièmes moyens de régulation de puissance comportent un point commun, et sont donc situés au même potentiel. In these known systems, the inverter circuits of the first and second power regulation means have a common point, and are therefore located at the same potential.
Cette construction nécessite de maintenir sensiblement constante la tension de ce point commun. This construction requires that the tension of this common point be kept substantially constant.
Ces systèmes de régulation connus présentent par conséquent un certain nombre d'inconvénients, notamment en raison du fait qu'une commande des onduleurs de type "pleine onde" avec variation de la tension du bus continu est inadaptée à cause de la structure de ces onduleurs. These known regulation systems consequently have a certain number of drawbacks, in particular due to the fact that a control of the inverters of “full wave” type with variation of the voltage of the DC bus is unsuitable because of the structure of these inverters. .
L'invention vise à pallier cet inconvénient. The invention aims to overcome this drawback.
Elle a donc pour objet un système de régulation du type précité, caractérisé en ce qu'il comporte une première et une deuxième sources de tension continue d'alimentation de chacun des circuits onduleurs respectifs et des moyens de commande de la charge et de la décharge desdites sources l'une par l'autre pour assurer à chacune d'elles, à l'aide de l'énergie disponible dans l'autre, le maintien d'un niveau d'énergie prédéterminé suffisant pour assurer un fonctionnement indépendant des premiers et deuxièmes moyens de régulation de puissance. It therefore relates to a regulation system of the aforementioned type, characterized in that it comprises first and second sources of direct supply voltage from each of the respective inverter circuits and means for controlling the charge and the discharge said sources one by the other to ensure that each of them, using the energy available in the other, maintains a predetermined energy level sufficient to ensure independent operation of the first and second means of power regulation.
L'invention peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes
- les moyens de commande de la charge et de la décharge desdites sources comportent un circuit convertisseur tension continue-tension continue interposé entre lesdites sources et piloté par un dispositif de contrôle de la tension délivrée par chacune desdites sources
- le circuit convertisseur comporte un élément inductif dont une borne est reliée à l'une des bornes de chaque source de tension continue et dont l'autre borne est reliée, par l'intermédiaire d'une cellule de commutation correspondante pilotée par le dispositif de contrôle, à l'autre borne de chacune des sources de tension continue;;
- le circuit convertisseur comporte un transformateur de tension relié, par l'intermédiaire d'au moins une cellule de commutation pilotée par le dispositif de contrôle, auxdites sources de tension continue
- lesdites cellules de commutation comportent un élément de commutation commutable à l'ouverture et à la fermeture, sous la commande du circuit de contrôle, et une diode branchée en anti-parallèle sur ledit élément de commutation
- le circuit convertisseur comporte un élément inductif dont une borne est reliée à l'une des bornes de chaque source de tension continue et dont l'autre borne est reliée, par l'intermédiaire d'une diode à l'autre borne de l'une des sources de tension continue, et, par l'intermédiaire d'une cellule de commutation commutable à l'ouverture et à la fermeture, à l'autre borne de l'autre source de tension continue
- le dispositif de contrôle comporte des moyens de réglage d'une tension alternative de consigne représentative de la tension à injecter en série dans la ligne de distribution et un circuit régulateur de la charge de la source de tension continue des deuxièmes moyens de régulation de puissance pilotant un circuit de commande de la commutation desdites cellules de commutation pour provoquer sélectivement la charge et la décharge de ladite source respectivement à partir de et dans la source de tension continue des premiers moyens de régulation de puissance réactive, en vue d'asservir la tension présente aux bornes de ladite source des deuxièmes moyens de régulation de puissance sur ladite tension de consigne
- le circuit régulateur de la charge de ladite source de tension continue comporte un régulateur du type proportionnel-intégral
- le dispositif de commande des premiers et deuxièmes moyens de régulation de puissance comporte un circuit de commande de type "pleine onde" ;
- lesdites sources de tension continue sont constituées chacune par un condensateur. The invention may further include one or more of the following features
the means for controlling the charging and discharging of said sources comprise a DC voltage-DC voltage converter circuit interposed between said sources and controlled by a device for controlling the voltage delivered by each of said sources
- the converter circuit includes an inductive element, one terminal of which is connected to one of the terminals of each DC voltage source and the other terminal of which is connected, by means of a corresponding switching cell controlled by the control, at the other terminal of each of the DC voltage sources ;;
- the converter circuit comprises a voltage transformer connected, by means of at least one switching cell controlled by the control device, to said DC voltage sources
- Said switching cells include a switching element which can be switched on opening and closing, under the control of the control circuit, and a diode connected in anti-parallel to said switching element
- the converter circuit comprises an inductive element, one terminal of which is connected to one of the terminals of each DC voltage source and the other terminal of which is connected, by means of a diode to the other terminal of the one of the DC voltage sources, and, via a switching cell which can be switched on opening and closing, at the other terminal of the other DC voltage source
the control device comprises means for adjusting an alternating setpoint voltage representative of the voltage to be injected in series into the distribution line and a circuit regulating the charge of the DC voltage source of the second power regulation means driving a circuit for controlling the switching of said switching cells to selectively cause the charging and discharging of said source respectively from and in the DC voltage source of the first reactive power regulation means, with a view to controlling the voltage present at the terminals of said source second power regulation means on said set voltage
the circuit regulating the charge of said DC voltage source includes a proportional-integral type regulator
- The device for controlling the first and second power regulation means includes a "full wave" type control circuit;
- Said DC voltage sources each consist of a capacitor.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est un schéma synoptique illustrant la structure du système de régulation selon l'invention;
- la figure 2 est un schéma synoptique illustrant la structure du dispositif de contrôle du circuit convertisseur circuit continu-circuit continu ; et
- la figure 3 illustre la structure du convertisseur tension continue-tension continue selon un autre mode de réalisation.Other characteristics and advantages will emerge from the following description, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings in which
- Figure 1 is a block diagram illustrating the structure of the regulation system according to the invention;
- Figure 2 is a block diagram illustrating the structure of the control device of the DC-DC converter circuit; and
- Figure 3 illustrates the structure of the DC voltage-DC voltage converter according to another embodiment.
Sur la figure 1, on a représenté la structure générale d'un système de régulation d'un réseau de distribution d'énergie électrique de puissance, désigné par la référence numérique générale 10. FIG. 1 shows the general structure of a system for regulating a power electrical energy distribution network, designated by the general reference numeral 10.
Ce système de régulation comporte, branchés sur une ligne de distribution d'énergie électrique 12 du réseau, un premier module de régulation de puissance réactive 14 et un deuxième module de régulation 16 assurant la régulation de la puissance active et de l'impédance de la ligne 12. This regulation system comprises, connected to an electrical energy distribution line 12 of the network, a first reactive power regulation module 14 and a second regulation module 16 ensuring the regulation of the active power and the impedance of the line 12.
Le premier module de régulation de puissance réactive 14 comporte un circuit onduleur 18 constitué de deux circuits convertisseurs tension alternative-tension continue, respectivement 20 et 22, constitués de GTO, tel que 24, aux bornes desquels est branchée une diode 26 en anti-parallèle, et dont la commutation est pilotée par un dispositif de commande 28. The first reactive power regulation module 14 comprises an inverter circuit 18 made up of two alternating voltage-DC voltage converter circuits, respectively 20 and 22, made up of GTO, such as 24, at the terminals of which is connected a diode 26 in anti-parallel , and the switching of which is controlled by a control device 28.
La structure du circuit onduleur 18 est de type connu et ne sera donc pas décrit en détail par la suite. The structure of the inverter circuit 18 is of known type and will therefore not be described in detail below.
Le côté continu du circuit onduleur 18 est relié à une source de tension continue 30, constitué par un condensateur C1. Le côté alternatif du circuit onduleur 18 est branché en parallèle sur la ligne 12 par l'intermédiaire de deux transformateurs 32 et 34. The DC side of the inverter circuit 18 is connected to a DC voltage source 30, consisting of a capacitor C1. The alternating side of the inverter circuit 18 is connected in parallel on line 12 by means of two transformers 32 and 34.
Ces transformateurs permettent d'abaisser la tension élevée de la ligne de distribution d'énergie 12 afin de la rendre compatible avec le dimensionnement en tension des GTO, et d'échanger du courant réactif au moyen de son inductance de fuite. These transformers make it possible to lower the high voltage of the power distribution line 12 in order to make it compatible with the voltage dimensioning of the GTOs, and to exchange reactive current by means of its leakage inductance.
La puissance réactive échangée est fonction de la différence d'amplitude entre la tension délivrée par le circuit onduleur 18 et la tension de la ligne de distribution d'énergie 12, au rapport de transformation prêt. The reactive power exchanged is a function of the difference in amplitude between the voltage delivered by the inverter circuit 18 and the voltage of the power distribution line 12, at the ready transformation ratio.
Par ailleurs, le dispositif de commande 28 permet d'échanger de la puissance active avec la ligne de distribution d'énergie électrique 12 en provoquant le déphasage de la tension délivrée par le circuit onduleur 18 par rapport à la tension de la ligne de distribution 12, afin de réguler la tension du condensateur 30. Furthermore, the control device 28 makes it possible to exchange active power with the electrical energy distribution line 12 by causing the phase difference of the voltage delivered by the inverter circuit 18 relative to the voltage of the distribution line 12 , in order to regulate the voltage of the capacitor 30.
On voit également sur cette figure 1 que le deuxième module de régulation de puissance 16 comporte un circuit onduleur 36 constitué également de deux convertisseurs courant continu-courant alternatif, respectivement 38 et 40, comprenant également chacun un ensemble de cellules de commutation constituées chacune d'un GTO 42 et d'une diode 44 branchée en anti-parallèle sur le GTO 42. It can also be seen in this FIG. 1 that the second power regulation module 16 comprises an inverter circuit 36 also consisting of two direct current to alternating current converters, respectively 38 and 40, each also comprising a set of switching cells each consisting of a GTO 42 and a diode 44 connected in anti-parallel to the GTO 42.
Le côté continu de ce deuxième circuit onduleur 36 est connecté à une source de tension continue 46 constitué par un deuxième condensateur C2 et son côté alternatif est branché en série sur la ligne de distribution d'énergie électrique 12 par l'intermédiaire de deux transformateurs 48 et 50. The DC side of this second inverter circuit 36 is connected to a DC voltage source 46 constituted by a second capacitor C2 and its AC side is connected in series to the electrical energy distribution line 12 via two transformers 48 and 50.
Ces transformateurs 48 et 50 assurent un isolement galvanique entre le circuit onduleur 36 et la ligne de distribution d'énergie électrique 12 à haute tension, et de réduire les harmoniques, et en particulier les harmoniques homopolaires. These transformers 48 and 50 provide galvanic isolation between the inverter circuit 36 and the high voltage electrical power distribution line 12, and reduce harmonics, and in particular zero sequence harmonics.
Ils assurent en outre une modification du rapport entre la tension ondulée et la tension insérée en série dans le réseau. They also ensure a modification of the ratio between the undulated voltage and the voltage inserted in series in the network.
Le deuxième circuit onduleur 36 assure la conversion de la tension continue VC2 délivrée par le deuxième condensateur C2 en une tension alternative injectée dans la ligne de distribution de l'énergie électrique 12. The second inverter circuit 36 converts the direct voltage VC2 delivered by the second capacitor C2 into an alternating voltage injected into the electrical energy distribution line 12.
On voit également sur cette figure 1 que le deuxième circuit onduleur 36 est relié à un deuxième dispositif de commande 52 assurant le pilotage de la commutation des GTO 42 afin de réguler la tension insérée en série en fonction d'une tension de consigne imposée par exemple par un opérateur. We also see in this figure 1 that the second inverter circuit 36 is connected to a second control device 52 ensuring the control of the switching of the GTOs 42 in order to regulate the voltage inserted in series as a function of a setpoint voltage imposed for example by an operator.
Ce deuxième circuit onduleur 36 a également une structure connue et son fonctionnement ne sera donc pas décrit en détail par la suite. This second inverter circuit 36 also has a known structure and its operation will therefore not be described in detail below.
On voit en outre sur cette figure 1 que le système de régulation 10 est complété par un circuit 54 de liaison des deux sources de tension continue C1 et C2. It can also be seen in this FIG. 1 that the regulation system 10 is supplemented by a circuit 54 for connecting the two DC voltage sources C1 and C2.
Ce circuit 54 est constitué par un convertisseur tension continue-tension continue piloté par un dispositif de contrôle 56 de la tension délivrée par les sources de tension continue 30 et 46, afin de permettre une variation indépendante des tensions de ces sources de tension continue C1 et C2 tout en permettant une charge et une décharge de ces sources, à l'aide de l'énergie disponible dans l'autre source pour assurer un maintien de ces sources à un niveau d'énergie suffisant pour un fonctionnement indépendant des premier et deuxième modules de régulation. This circuit 54 is constituted by a DC voltage-DC voltage converter controlled by a device 56 for controlling the voltage delivered by the DC voltage sources 30 and 46, in order to allow an independent variation of the voltages of these DC voltage sources C1 and C2 while allowing charging and discharging of these sources, using the energy available in the other source to ensure that these sources are kept at a sufficient energy level for independent operation of the first and second modules of regulation.
Cette construction autorise une commande des circuits onduleurs 18 et 36 de type "pleine onde" avec variation de la tension du bus continu. This construction allows control of the inverter circuits 18 and 36 of the "full wave" type with variation of the DC bus voltage.
Le circuit convertisseur tension continuetension continue comporte un élément inductif 58 dont une borne est reliée aux bornes communes des condensateurs 30 et 46. The DC voltage to DC voltage converter circuit comprises an inductive element 58, one terminal of which is connected to the common terminals of the capacitors 30 and 46.
L'autre borne de l'élément inductif 58 est reliée par l'intermédiaire de deux cellules de commutation 60 et 62 correspondantes aux autres bornes des condensateurs 30 et 46. The other terminal of the inductive element 58 is connected via two switching cells 60 and 62 corresponding to the other terminals of the capacitors 30 and 46.
On voit également sur cette figure que les cellules de commutation 60 et 62 sont constituées chacune d'un élément de commutation 64 et 66 piloté par le dispositif de contrôle 56 et aux bornes duquel est branchée une diode 68 et 70 en anti-parallèle. We also see in this figure that the switching cells 60 and 62 each consist of a switching element 64 and 66 controlled by the control device 56 and at the terminals of which is connected a diode 68 and 70 in anti-parallel.
Les éléments de commutation 64 et 66 sont de préférence constitués de GTO commutables à l'ouverture et à la fermeture. The switching elements 64 and 66 preferably consist of GTO switchable on opening and closing.
Comme mentionné précédemment, le dispositif de contrôle 56 assure le pilotage de la commutation des éléments de commutation 64 et 66. As mentioned previously, the control device 56 controls the switching of the switching elements 64 and 66.
Il assure ainsi la régulation de la tension présente aux bornes des condensateurs C1 et C2. It thus regulates the voltage present across the capacitors C1 and C2.
En particulier, pendant l'initialisation du système de régulation, le dispositif de contrôle 56 précharge le condensateur C1 du premier module de régulation de puissance. On notera que cette opération de précharge ne nécessite aucun dispositif auxiliaire. In particular, during the initialization of the regulation system, the control device 56 preloads the capacitor C1 of the first power regulation module. Note that this precharging operation does not require any auxiliary device.
Pour effectuer cette opération de charge, le premier régulateur de puissance réactive 18 est déconnecté du réseau, et le deuxième régulateur de puissance réactive est connecté au réseau. To perform this charging operation, the first reactive power regulator 18 is disconnected from the network, and the second reactive power regulator is connected to the network.
Le dispositif de contrôle 56 permet ainsi de charger le condensateur 30 du premier régulateur de puissance réactive tandis que la tension présente aux bornes du condensateur C2 du deuxième circuit régulateur de puissance active conserve une valeur sensiblement nulle. The control device 56 thus makes it possible to charge the capacitor 30 of the first reactive power regulator while the voltage present at the terminals of the capacitor C2 of the second active power regulator circuit retains a value substantially zero.
Le condensateur 30 est chargé sans surtension à ses bornes. Le dispositif de contrôle 56 permet la charge de ce condensateur au moyen d'un courant de charge et d'un temps de charge réglables. The capacitor 30 is charged without overvoltage at its terminals. The control device 56 allows the charging of this capacitor by means of an adjustable charging current and charging time.
En régime permanent, le dispositif de contrôle 56 effectue le calcul de tensions de consigne pour les condensateurs C1 et C2 et asservit les tensions aux bornes de ces condensateurs sur ces valeurs de consigne. In steady state, the control device 56 performs the calculation of setpoint voltages for the capacitors C1 and C2 and slaves the voltages across these capacitors to these setpoints.
En particulier, la tension aux bornes du condensateur C1 du premier module de régulation de puissance 14 est régulée par le circuit onduleur 18 et la tension aux bornes du condensateur C2 du deuxième module de régulation de puissance 16 est régulée par un transfert de puissance active provenant du premier circuit régulateur de puissance réactive 14. In particular, the voltage across the capacitor C1 of the first power regulation module 14 is regulated by the inverter circuit 18 and the voltage across the capacitor C2 of the second power regulation module 16 is regulated by an active power transfer from of the first reactive power regulator circuit 14.
Si la tension du deuxième condensateur C2 est inférieure à sa valeur de consigne, un transfert de puissance active s'effectue du premier module de régulation de puissance 14, en particulier du premier condensateur C1, dans le deuxième condensateur C2. If the voltage of the second capacitor C2 is lower than its set value, an active power transfer takes place from the first power regulation module 14, in particular from the first capacitor C1, to the second capacitor C2.
De même, si la tension du deuxième condensateur
C2 est supérieure à sa valeur de consigne, un transfert de puissance réactive de ce deuxième condensateur C2 s'effectue dans le premier condensateur C1.Similarly, if the voltage of the second capacitor
C2 is greater than its setpoint, a transfer of reactive power from this second capacitor C2 takes place in the first capacitor C1.
La description du dispositif de contrôle 56 permettant d'assurer ces différentes fonctions va maintenant être décrite en référence à la figure 2. The description of the control device 56 enabling these various functions to be performed will now be described with reference to FIG. 2.
Sur cette figure 2, la ligne de distribution d'énergie électrique a été schématisée par un bloc 72. In this FIG. 2, the electrical energy distribution line has been shown diagrammatically by a block 72.
Le dispositif de contrôle comporte des moyens de réglage d'une valeur alternative de consigne C représentative de la tension à injecter en série par le dernier module de régulation 16 (figure 1) dans la ligne de distribution. Ces moyens de réglage sont de type connus et ne sont pas représentés. The control device comprises means for adjusting an alternative setpoint value C representative of the voltage to be injected in series by the last regulation module 16 (FIG. 1) in the distribution line. These adjustment means are of known type and are not shown.
Un comparateur 74 assure la comparaison entre la consigne C et une valeur correspondante mesurée à partir de la ligne de distribution et délivre un signal d'erreur à un régulateur 76 de type proportionnel intégral. A comparator 74 compares the setpoint C with a corresponding value measured from the distribution line and delivers an error signal to a regulator 76 of the integral proportional type.
Par ailleurs, un module 78 accessible à un opérateur permet de positionner le mode de fonctionnement du système de régulation, à savoir un mode de fonctionnement en régime permanent ou un mode de précharge du condensateur C1 du premier module de régulation de puissance réactive 14. Furthermore, a module 78 accessible to an operator makes it possible to position the operating mode of the regulation system, namely a mode of operation in steady state or a mode of precharging the capacitor C1 of the first reactive power regulation module 14.
I1 est à noter qu'au cours de la précharge du condensateur C1 du premier module de régulation, une consigne de tension nulle est imposée au condensateur C2 du deuxième module de régulation. It should be noted that during the preloading of the capacitor C1 of the first regulation module, a zero voltage setpoint is imposed on the capacitor C2 of the second regulation module.
Un second comparateur 80 assure la comparaison entre la valeur d'une tension de consigne VC2ref délivrée par le régulateur 76 et la valeur mesurée VC2mes de la tension présente aux bornes du deuxième condensateur C2 et pilote un circuit de commande 82 de la commutation des cellules de commutation du convertisseur courant continucourant continu. A second comparator 80 compares the value of a set voltage VC2ref delivered by the regulator 76 with the measured value VC2mes of the voltage present at the terminals of the second capacitor C2 and controls a control circuit 82 for switching the cells of switching of the DC to DC converter.
On voit sur cette figure que le dispositif de contrôle est complété par un module 84 assurant la multiplication de la tension VC2 aux bornes du deuxième condensateur C2 par un coefficient multiplicateur K dont la sortie délivre la valeur Vinj de la tension à insérer en série dans la ligne de distribution d'énergie 12. We see in this figure that the control device is completed by a module 84 ensuring the multiplication of the voltage VC2 at the terminals of the second capacitor C2 by a multiplier coefficient K whose output delivers the value Vinj of the voltage to be inserted in series in the power distribution line 12.
Ce circuit permet, en régime permanent, de maintenir la tension du deuxième condensateur C2 égale à sa valeur de consigne VC2ref. This circuit makes it possible, in steady state, to maintain the voltage of the second capacitor C2 equal to its set value VC2ref.
Si la valeur de consigne VC2ref est supérieure à la tension mesurée VC2mes du deuxième condensateur C2, le deuxième GTO 66 est ouvert, et le premier GTO 64 de la cellule de commutation reliée au premier condensateur C1 est fermé. Dès lors, le courant dans l'élément inductif 58 augmente. If the set value VC2ref is greater than the measured voltage VC2mes of the second capacitor C2, the second GTO 66 is open, and the first GTO 64 of the switching cell connected to the first capacitor C1 is closed. Consequently, the current in the inductive element 58 increases.
La valeur de courant ILref qui doit circuler dans l'inductance en vue de charger le deuxième condensateur C2 jusqu'à sa valeur de consigne VC2ref est données par la relation suivante
dans laquelle L est la valeur de l'inductance 58.The current value ILref which must flow in the inductor in order to charge the second capacitor C2 up to its set value VC2ref is given by the following relation
where L is the value of inductance 58.
Lorsque l'égalité entre ILref et ILmes est établie, un ordre de fermeture du premier GTO 64 est fourni par le dispositif de contrôle. When equality between ILref and ILmes is established, an order to close the first GTO 64 is provided by the control device.
Il est à noter que les premier et deuxième GTO fonctionnent de manière complémentaire, à savoir que lorsque l'un est ouvert, l'autre est fermé. It should be noted that the first and second GTO operate in a complementary manner, namely that when one is open, the other is closed.
Le blocage du premier GTO 64 provoque par conséquent la charge du deuxième condensateur C2. The blocking of the first GTO 64 consequently causes the charging of the second capacitor C2.
Par ailleurs, si la consigne VC2ref est inférieure à la tension mesurée VC2mes du deuxième condensateur C2, le deuxième GTO 66 est fermé pour décharger le deuxième condensateur C2 dans l'élément inductif 58. Une fois l'égalité entre VC2ref et VC2mes établie, un ordre de blocage du deuxième GTO 66 est envoyé par le dispositif de contrôle au circuit de commande 82, tandis que le premier
GTO 64 est fermé. Dès que le courant circulant dans l'élément inductif 58 s'annule, on ouvre le premier GTO 64.Furthermore, if the setpoint VC2ref is lower than the measured voltage VC2mes of the second capacitor C2, the second GTO 66 is closed to discharge the second capacitor C2 in the inductive element 58. Once the equality between VC2ref and VC2mes has been established, a blocking order of the second GTO 66 is sent by the control device to the control circuit 82, while the first
GTO 64 is closed. As soon as the current flowing in the inductive element 58 is canceled, the first GTO 64 is opened.
De ce qui précède, on conçoit que le circuit convertisseur 54 associé à son dispositif de contrôle 56 assure la régulation du niveau de charge des condensateurs
Cl et C2 au moyen d'un couplage en deux étapes distinctes de ces condensateurs à des instants auxquels l'un de ces condensateurs présente à ses bornes une tension située en dehors d'une plage admissible.From the above, it can be seen that the converter circuit 54 associated with its control device 56 regulates the charge level of the capacitors
C1 and C2 by means of a coupling in two distinct stages of these capacitors at times at which one of these capacitors has at its terminals a voltage situated outside an admissible range.
Il autorise en outre une variation indépendante des tensions délivrées par chacune de ces sources de manière à permettre un fonctionnement indépendant des premier et deuxième 16 modules de régulation de puissance. It also allows an independent variation of the voltages delivered by each of these sources so as to allow independent operation of the first and second 16 power regulation modules.
Il est ainsi possible d'échanger de la puissance active et de la puissance réactive avec le réseau de façon indépendante. It is thus possible to exchange active power and reactive power with the network independently.
Un autre mode de réalisation du convertisseur tension continue-tension continue va maintenant être décrit en référence à la figure 3. Another embodiment of the DC voltage-DC voltage converter will now be described with reference to FIG. 3.
Sur cette figure, le dispositif de contrôle du convertisseur courant continu-courant continu comporte une structure et un fonctionnement similaires à ce qui a été décrit précédemment. I1 ne sera donc pas décrit. In this figure, the control device of the DC-DC converter has a structure and an operation similar to what has been described above. I1 will therefore not be described.
On voit sur cette figure qu'il est également possible de réduire considérablement le nombre des interrupteurs, en supposant que le deuxième régulateur de puissance active fournit de la puissance active. It can be seen from this figure that it is also possible to considerably reduce the number of switches, assuming that the second active power regulator supplies active power.
Dans ce mode de réalisation, le circuit convertisseur ne comporte qu'un unique élément de commutation 86 constitué par un GTO reliant l'élément inductif 88 au deuxième condensateur C3, alimentant le deuxième module de régulation (non représenté), et piloté par un dispositif de contrôle (non représenté). In this embodiment, the converter circuit comprises only a single switching element 86 constituted by a GTO connecting the inductive element 88 to the second capacitor C3, supplying the second regulation module (not shown), and controlled by a device control (not shown).
Dans cet exemple, la cellule de commutation de la figure 1, reliant l'élément inductif 88 au premier condensateur C4 alimentant le premier module de régulation (non représenté), est remplacé par une diode 90. In this example, the switching cell of FIG. 1, connecting the inductive element 88 to the first capacitor C4 supplying the first regulation module (not shown), is replaced by a diode 90.
Le système de régulation qui vient d'être décrit permet d'améliorer de façon considérable les performances des régulateurs actuels. Ses avantages sont les suivants:
- une réduction des contraintes de tension appliquée à l'onduleur du premier régulateur de puissance réactive de 20%
- une réduction des harmoniques par l'utilisation d'un dispositif de contrôle minimisant les harmoniques par rapport au dispositif de contrôle de l'état de la technique, les valeurs les plus défavorables étant réduites de plus de 50%
- une réduction des pertes dans les onduleurs par diminution des pertes par commutation ; et
- une diminution de la taille des condensateurs pour une ondulation similaire.The regulation system which has just been described makes it possible to considerably improve the performance of current regulators. Its advantages are:
- a reduction in the voltage constraints applied to the inverter of the first reactive power regulator by 20%
- a reduction in harmonics by the use of a control device minimizing the harmonics compared to the control device of the state of the art, the most unfavorable values being reduced by more than 50%
- reduction of losses in inverters by reduction of switching losses; and
- a reduction in the size of the capacitors for a similar ripple.
On conçoit par ailleurs que la précharge du condensateur du premier module de régulation de puissance réactive étant effectuée par le deuxième module de régulation de puissance active, un circuit auxiliaire de précharge n'est pas nécessaire. Le système de régulation selon l'invention peut par conséquent fonctionner de manière autonome. It will also be understood that the precharging of the capacitor of the first reactive power regulation module being carried out by the second active power regulation module, an auxiliary precharging circuit is not necessary. The regulation system according to the invention can therefore operate autonomously.
Claims (9)
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|---|---|---|---|
| FR9601162A FR2744296B1 (en) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | SYSTEM FOR CONTROLLING THE POWER OF A MULTI-PHASE ELECTRICAL POWER DISTRIBUTION LINE |
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| FR9601162A FR2744296B1 (en) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | SYSTEM FOR CONTROLLING THE POWER OF A MULTI-PHASE ELECTRICAL POWER DISTRIBUTION LINE |
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| FR2744296A1 true FR2744296A1 (en) | 1997-08-01 |
| FR2744296B1 FR2744296B1 (en) | 1998-02-27 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343139A (en) * | 1992-01-31 | 1994-08-30 | Westinghouse Electric Corporation | Generalized fast, power flow controller |
| US5351180A (en) * | 1992-10-30 | 1994-09-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | Highly fault tolerant active power line conditioner |
-
1996
- 1996-01-31 FR FR9601162A patent/FR2744296B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343139A (en) * | 1992-01-31 | 1994-08-30 | Westinghouse Electric Corporation | Generalized fast, power flow controller |
| US5351180A (en) * | 1992-10-30 | 1994-09-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | Highly fault tolerant active power line conditioner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2744296B1 (en) | 1998-02-27 |
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