MÉTHODE ET APPAREIL POUR CONTRÖLER L'ÉCHANGE D'ÉNERGIE
ENTRE DEUX RÉSEAUX ÉLECTRIQUES PSEUDO SYNCHRONISÉS
La présente invention porte sur une méthode et l'appareil requis pour contrôler l'échange d'énergie entre deux grands réseaux électriques pseudo synchronisés, i.e. synchronisés au moyen de leur système de réglage. Le système comprend:
~ un convertisseur de puissance (CP) reliant un réseau S à un réseau R;
~ un dispositif de contournement (DC) relié aux bornes du CP;
~ un dispositif de mesure de la puissance circulant d'un réseau à l'autre;
~ un système de réglage fréquence puissance (RFPX) pour chacun des réseaux;
~ un dispositif de mesure de l'écart angulaire BSR entre la tension d'une barre de référence du réseau S et la tension d'une barre de référence du réseau R;
~ un asservissement de l'angle BSR à l'aide du RFP d'un des réseaux (la pseudo synchronisation).
L'ensemble formé d'un CP raccordé en parallèle avec un DC se nomme un convertisseur hybride de puissance (CHYP). L'utilisation d'un CHYP reliant deux réseaux pseudo synchronisés permet de réduire sensiblement le transit d'énergie circulant dans le CP pour le transférer dans le DC.
La puissance inutilisée du CP est alors disponible pour assurer des fonctions dynamiques telles la stabilisation des réseaux ou le nivellement du transit d'énergie sur l'interconnexion. II est également possible sous certaines conditions, d'exploiter le CHYP de manière à porter la puissance transitée au-delà des valeurs nominales du CP.
Dans l'éventualité d'une désynchronisation des réseaux, un point de coupure du DC serait ouvert et le transit d'énergie assuré seul par le CP. La perturbation de transit alors obtenue ne serait pas supérieure à celle produite lorsque l'interconnexion classique avec CP (figure 1) tombe en panne. L'exploitation des réseaux en mode pseudo synchronisés en régime permanent permettra d'atteindre un facteur d'utilisation substantiellement plus élevé de la branche DC
que de la branche CP entraînant ainsi une diminution sensible des pertes.
Diverses technologies peuvent être combinées pour réaliser un CHYP. De manière générale, le coût par kVA du DC est sensiblement inférieur à celui du CP.
Dans les cas des technologies les plus économiques, le coût additionnel du matériel requis pour doubler la capacité d'une interconnexion en convertissant le CP en CHYP est relativement faible; de l'ordre de dix pour cent (10%) de l'investissement requis pour un CP. On observe ainsi les avantages importants que procure cette invention.
1. BR~VE DESCRIPTION DES FIGURES
FIG. 1 Représentation des réseaux R et S opérants en mode autonome avec échange de puissance Psr via une ligne c.a. et un convertisseur de puissance dos à dos asynchrone.
FIG.2 Représentation des réseaux R et S opérants en mode pseudo synchrone avec échange de puissance PSr' via une ligne c.a. et une configuration de convertisseur hybride de puissance CHYP.
FIG.3a Schéma de la configuration privilégiée d'un convertisseur hybride de puissance.
FIG.3b Schéma de la configuration générale d'un convertisseur hybride de puissance. METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ENERGY EXCHANGE
BETWEEN TWO SYNCHRONIZED PSEUDO ELECTRICAL NETWORKS
The present invention relates to a method and apparatus required for control the exchange of energy between two large pseudo-synchronized electrical networks, ie synchronized by means of their adjustment system. The system includes:
~ a power converter (CP) connecting a network S to a network R;
~ a bypass device (DC) connected to the terminals of the CP;
~ a device for measuring the power flowing from one network to another;
~ a power frequency adjustment system (RFPX) for each of the networks;
~ a device for measuring the angular difference BSR between the voltage of a grid reference bar S and the voltage of a reference bar of the network R;
~ a servo of the BSR angle using the RFP of one of the networks (the pseudo synchronization).
The assembly formed by a CP connected in parallel with a DC is called a hybrid power converter (CHYP). The use of a connecting CHYP
of them pseudo-synchronized networks can significantly reduce transit energy circulating in the CP to transfer it to the DC.
Unused CP power is then available to perform functions dynamics such as network stabilization or leveling of transit of energy on the interconnection. It is also possible under certain conditions to operate the CHYP in such a way as to bring the power transmitted beyond the nominal values of the CP.
In the event of a network desynchronization, a cut-off point DC would be open and energy transit provided by CP alone. The disruption of transit then obtained would not be greater than that produced when the classic interconnection with CP (Figure 1) breaks down. exploitation of the networks in pseudo synchronized mode in steady state will allow achieve a substantially higher utilization factor of the DC branch than in the CP branch, thus resulting in a significant reduction in losses.
Various technologies can be combined to achieve a CHYP. Of in general, the cost per kVA of DC is significantly lower than that of CP.
In the case of the most economical technologies, the additional cost of the equipment required to double the capacity of an interconnection by converting the CP in CHYP is relatively low; in the range of ten percent (10%) of the investment required for a CP. We thus observe the important advantages that this invention provides.
1. BR ~ VE DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 Representation of R and S networks operating in autonomous mode with Psr power exchange via AC line and converter asynchronous back to back power.
FIG.2 Representation of R and S networks operating in pseudo mode synchronous with PSr 'power exchange via an AC line and a CHYP hybrid power converter configuration.
FIG. 3a Diagram of the preferred configuration of a hybrid converter power.
FIG. 3b Diagram of the general configuration of a hybrid converter power.
2 2. État de l'art: brevet U.S. 5,517,422 L'exploitation d'un CHYP requière la mise en place d'un système de réglage de l'écart angulaire à ses bornes, BSR. Un exemple de réalisation d'un tel système est proposé dans le brevet 5,517,422.
Dans son sens le plus large, le brevet 5,517,422, porte sur un système de réglage permettant d'ajuster dynamiquement les écoulements de puissance entre des réseaux synchrones ou asynchrones. Ce système de réglage dynamique comporte essentiellement des organes de mesures et de calcul permettant de commander adéquatement des appareils électriques ou des centrales de production de manière à réaliser certaines fonctions. Les fonctions indiquées dans le brevet sont les suivantes: 1- stabiliser les oscillations dynamiques de puissance entre les réseaux, 2- ajuster les niveaux de productions des générateurs du réseaux pour satisfaire des critères d'exploitation dynamiques.
Le système est conçu pour agir sur le comportement dynamique des écoulements de puissance et c'est par ce comportement dynamique amélioré qu'un gain sur la conduite du réseau est obtenu.
Les convertisseurs de puissance que l'on retrouve dans le brevet 5,517,422 sont des organes de puissance utilisés par des systèmes de commandes pour améliorer le comportement dynamique des réseaux. Ces appareils sont déjà
connus du domaine public. Ils ne constituent donc pas l'objet du brevet mais simplement des moyens avec lesquelles la nouvelle méthode de réglage décrite dans le brevet peut étre mise en application. Le coeur de la matière inventive dans le brevet 5,517,422 porte sur une technique de calcul des signaux de commande à retransmettre aux convertisseurs de puissance. Cette technique est basée sur des matrices de sensibilité. 2 2. State of the art: US patent 5,517,422 The operation of a CHYP requires the establishment of a system for adjusting the the angular difference at its terminals, BSR. An example of realization of such system is proposed in patent 5,517,422.
In its broadest sense, patent 5,517,422 relates to a system of setting allowing dynamic adjustment of power flows between synchronous or asynchronous networks. This dynamic adjustment system essentially comprises measurement and calculation bodies making it possible to properly control electrical appliances or power stations production in order to perform certain functions. The functions indicated in the patent are the following: 1- stabilize the dynamic oscillations of power between the networks, 2- adjust the production levels of network generators to meet dynamic operating criteria.
The system is designed to act on the dynamic behavior of flows of power and it is by this improved dynamic behavior that a gain on the network leadership is obtained.
The power converters found in patent 5,517,422 are power components used by control systems for improve the dynamic behavior of networks. These devices are already known in the public domain. They therefore do not constitute the subject of the patent but simply means with which the new adjustment method described in the patent can be implemented. The heart of inventive matter in patent 5,517,422 relates to a technique for calculating the signals of command to be retransmitted to power converters. This technique is based on sensitivity matrices.
3 3. Présente invention De préférence, la présent invention fera appel à un système de commande comme celui décrit dans le brevet 5,517,422 ou apparenté à celui-ci.
De plus, tout comme dans le brevet 5,517,422, la présente invention met en jeu des convertisseurs de puissance permettant le réglage de la puissance transitée sur les lignes.
Cependant, alors que dans le brevet 5,517,422 on cherche à maximiser l'utilisation des liens (lignes de transport avec ou sans appareillages de puissance) à
l'intérieur de leurs limites physiques (tension et courant maximums) ici on augmente véritablement les limites physiques des liens en installant un dispositif de contournement en parallèle avec ceux-ci.
Dans le cas présent, l'invention consiste dans l'utilisation conjointe d'un système de réglage et d'un dispositif de contournement installé en parallèle avec un lien pour obtenir un nouveau lien dont les limites électriques maximales sont plus grandes que celles du lien utilisé seul. Le gain en transit repose donc à la fois sur une modification des caractéristiques électriques intrinsèques au lien et sur l'utilisation d'un système de réglage de haut niveau.
Par opposition, dans le brevet 5,517,422 le gain ne repose que sur l'utilisation du système de réglage. De plus, absolument rien ne fait état de la possibilité
d'utiliser cette technique de réglage pour combiner des appareils électriques tel que décrit dans le présent brevet.
Finalement, soulignons qu'à notre connaissance aucun système de pseudo synchronisation n'a été mis en place en réseau à ce jour. 3 3. Present invention Preferably, the present invention will use a control system such as that described in patent 5,517,422 or related thereto.
In addition, as in patent 5,517,422, the present invention involves power converters for adjusting the power transited on the lines.
However, while in patent 5,517,422 we seek to maximize use links (transmission lines with or without power equipment) to inside their physical limits (maximum voltage and current) here we truly increases the physical limits of links by installing a device bypass in parallel with these.
In the present case, the invention consists in the joint use of a system and a bypass device installed in parallel with a link to get a new link with higher maximum electrical limits larger than those of the link used alone. The gain in transit therefore rests on the times on a modification of the electrical characteristics intrinsic to the link and the use of a high level adjustment system.
In contrast, in patent 5,517,422 the gain is based only on the use of adjustment system. In addition, absolutely nothing indicates the possibility to use this adjustment technique for combining electrical devices such as described in this patent.
Finally, note that to our knowledge no pseudo system synchronization has not been implemented in a network to date.
4. RÉALISATION PRIVILÉGIÉE DE L'INVENTION
La figure 2 illustre une configuration privilégiée de lien pseudo synchrone entre deux réseaux. (la pseudo synchronisation est décrite plus en détail à la section suivante). Dans cette configuration les réseaux R et S sont reliés par une ligne c.a via un CHYP composé d'un convertisseur électronique de puissance de type dos à
dos (back to back) raccordé en parallèle avec un transformateur déphaseur.
Dans le cas présent, la fréquence du réseau S est asservie à celle du réseau R. Le pointillé autour de la référence locale de fréquence RFLs (60 Hz) indique que les réseaux S et R sont pseudo synchronisés et que le réglage fréquence puissance du réseau S (REPS) est contrôlé par le signal Ar généré par le réglage fréquence puissance du réseau R (RFP~ via le canal de communication inter réseaux. Les RFP sont des organes de commande connus et déjà implantés dans tous les réseaux c.a.
Le signal Ar est principalement constitué d'échantillons d'un signal représentatif de la tension de la barre de référence du réseau R. Ces données sont horodatées en continu par une horloge GPS de grande précision absolue pour être ensuite transmises vers le réseau S. Le système de contrôle du REPS est aussi doté
d'une telle horloge, synchronise le signal Ar avec un signal local représentatif de la tension de la barre de référence du réseau S. On compense ainsi le déphasage des signaux causé par les délais de transmission et de traitement des données.
Ä titre indicatif, nous indiquons ci-dessous la marche à suivre pour mettre en place la pseudo synchronisation. Au point de départ, les deux réseaux autonomes de la figure 1 s'échangent de l'énergie via une interconnexion asynchrone. Ä tout moment, le transit de puissance sur le lien reste constant.
a- Conditions initiales Soient deux réseaux autonomes qui s'échangent de l'énergie via un convertisseur dos à dos tel qu'illustré sur la figure 1. La puissance transitée sur le lien est alors de PS~ MW. Pour les prochaines étapes et jusqu'à
indication contraire nous assumerons que le contrôle local du CP figure 3 maintient la puissance du lien à Psr MW et que le disjoncteur D raccordé au TD de la branche parallèle au CP est maintenu ouvert.
b- Asservissement du réseau S au réseau R
La séquence de pseudo synchronisation est amorcée tel qu'indiqué sur la figure 2. La consigne du contrôle RFPS est transférée de la référence locale de fréquence RFLs (60 Hz) au signal Ar. Le RFPS limite la pente de la correction angulaire (80S~/8t) à une valeur convenable pour le réseau S.
Dans l'éventualité ou les caractéristiques du signal Ar ne correspondraient plus aux critères établis pour le RFP, le contrôle amorcerait automatiquement un retour au signal 60 Hz local RFLs en limitant toujours la pente de la correction angulaire.
c- Positionnement angiulaire aux bornes du CHYP
Les réseaux S et R sont maintenant pseudo synchronisés, le processus de transfert de puissance en mode pseudo synchrone débute : Le contrôle local du CHYP sélectionne la prise optimale du TD pour le transit de puissance demandé (Psr M1I~. Tel qu'illustré sur les figures 2 et 3, ce contrôle mesure l'écart angulaire Bsr des tensions Vs et Vr aux bornes du CHYP. Ä cette étape, il agit sur le RFPs et ajuste 8S~ pour minimiser le transit de puissance dans le TD qui se fera au moment de la fermeture du disjoncteur D.
d- Fermeture du disjoncteur A partir de cet instant, le CP et le TD du CHYP travaillent en tandem pour maintenir la puissance transitée sur le lien à un niveau constant. L'objectif étant de faire transiter le maximum de puissance par le TD et délester le CP. Le réglage de la portion de puissance transitée dans le TD est effectué
en contrôlant le RFPs qui agit sur 8SR via BSR. Cette action est lente et soumise aux fluctuations angulaire des réseaux. Ces variations de 8sR
ainsi que d'autres perturbations, modifient le transit de puissance dans le TD et doivent être compensées par le contrôle local du CHYP. Ce dernier effectue un nivellement du transit de puissance sur l'interconnexion en contrôlant le réglage du CP. Cette sollicitation dynamique du CP peut être réduite par l'utilisation d'un autre type de DC. A titre d'exemple, un transformateur déphaseur électronique (TDE) en lieu et place du TD
permettrait par ses caractéristiques dynamiques supérieures, de compenser les variations de BSR sans solliciter le CP ce qui constitue toutefois une autre réalisation de la présente invention.
La dernière étape de cette séquence consiste à transférer graduellement la puissance transitée dans le CP vers le transformateur-déphaseur (TD) pour réduire les pertes dans le convertisseur et assurer la disponibilité d'une plage de réglage dynamique de la puissance. Cette marge de puissance additionnelle pourra être utilisée pour amortir des oscillations de puissance sur les réseaux, tolérer de plus grandes fluctuations d'écart angulaire aux bornes du CHYP ou augmenter la puissance transitée sur l'interconnexion. 4. PRIVILEGED IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Figure 2 illustrates a preferred configuration of a pseudo synchronous link Between two networks. (pseudo synchronization is described in more detail in section next). In this configuration, the R and S networks are connected by a line ca via a CHYP composed of an electronic power converter of the back to back (back to back) connected in parallel with a phase shift transformer.
In in this case, the frequency of the network S is slaved to that of the network R. The dotted around the local frequency reference RFLs (60 Hz) indicates that the S and R networks are pseudo synchronized and the power frequency setting of the network S (REPS) is controlled by the signal Ar generated by the setting frequency power of network R (RFP ~ via the inter-network communication channel.
RFP are known control units and already established in all ca networks The Ar signal consists mainly of samples of a signal representative of the voltage of the network reference bar R. This data is time-stamped in continuous by a GPS clock of high absolute precision to be then transmitted to the S network. The REPS control system is also equipped of such a clock, synchronizes the signal Ar with a local signal representative of the voltage of the reference bar of the network S. This compensates for the phase shift signals caused by delays in data transmission and processing.
As an indication, we indicate below the procedure to follow to set up square pseudo synchronization. At the start, the two autonomous networks of Figure 1 exchange energy via an asynchronous interconnection. Asset moment, the power transit on the link remains constant.
a- Initial conditions Are two autonomous networks which exchange energy via a back-to-back converter as shown in Figure 1. The power transited on the link is then from PS ~ MW. For the next steps and until contrary indication we will assume that the local control of the CP figure 3 maintains the power of the link at Psr MW and that the circuit breaker D connected to the TD of the branch parallel to the CP is kept open.
b- Control of the network S to the network R
The pseudo synchronization sequence is initiated as indicated on the figure 2. The RFPS control setpoint is transferred from the local reference RFLs frequency (60 Hz) to the Ar signal. The RFPS limits the slope of the angular correction (80S ~ / 8t) to a value suitable for the S network.
In the event that the characteristics of the signal Ar do not correspond plus the criteria established for the RFP, the control would initiate automatically return to local 60 Hz RFLs signal always limiting the slope of the angular correction.
c- Angular positioning across the CHYP
The S and R networks are now pseudo synchronized, the process of power transfer in pseudo synchronous mode begins: Control local CHYP selects the optimal dose of TD for the transit of requested power (Psr M1I ~. As illustrated in Figures 2 and 3, this control measures the angular difference Bsr of the voltages Vs and Vr at the terminals of the Chyp. At this stage, it acts on the RFPs and adjusts 8S ~ to minimize the power transit in the TD which will take place when the circuit breaker D.
d- Closing of the circuit breaker From this moment, the CP and the TD of the CHYP work in tandem to maintain the power transmitted over the link at a constant level. The objective being to pass the maximum power through the TD and offload the CP. The adjustment of the portion of power transmitted in the TD is carried out by controlling the RFPs which acts on 8SR via BSR. This action is slow and subject to angular fluctuations in networks. These variations of 8sR
as well as other disturbances, modify the power transit in the TD and must be compensated by the local CHYP control. This last level the power transit on the interconnection by controlling the setting of the CP. This dynamic solicitation of the CP can be reduced by the use of another type of CD. For example, a electronic phase shift transformer (TDE) instead of TD
by its superior dynamic characteristics, compensate for variations in BSR without requesting CP which constitutes however, another embodiment of the present invention.
The last step in this sequence is to gradually transfer the power transmitted in the CP to the transformer-phase shifter (TD) for reduce losses in the converter and ensure the availability of Beach of dynamic power adjustment. This additional power margin can be used to dampen power oscillations on networks tolerate greater fluctuations in angular deviation across the CHYP or increase the power transmitted over the interconnection.
5. PSEUDO SYNCHRONISATION DE RÉSEAUX
Lorsqu'on arrive à maintenir l'écart angulaire entre deux réseaux électriques en deçà d'une certaine valeur en exerçant un contrôle sur la fréquence d'un des réseaux pour l'asservir à l'autre, on peut convenir qu'ils sont synchronisés en quelque sorte. Habituellement toutefois, la synchronisation de réseaux électriques ou de groupes de machines synchrones s'effectue différemment. Dans un premier temps on rapproche la phase et la fréquence des réseaux en ajustant la fréquence d'un d'eux pour ensuite les raccorder électriquement en fermant un disjoncteur d'attache. Le lien électrique fourni ensuite un couple synchronisant qui arrive a maintenir la synchronisation des réseaux à condition qu'il soit assez puissant et que l'amortissement du nouveau circuit soit suffisant. Dans le cas des grands réseaux électriques faiblement liés, l'interconnexion c.a. ne peut fournir un couple synchronisant suffisant, rendant impossible dans ces conditions, l'échange contrôlé d'énergie. Les convertisseurs électronique de puissance dos à dos (CP), les convertisseur à courant continu et les FACTS permettent d'exercer une telle fonction entre deux grands réseaux asynchrones.
Nous avons vu précédemment que la synchronisation de deux réseaux s'effectue en deux étapes. Une première où on exerce un contrôle sur la fréquence d'un des réseaux pour rapprocher leur fréquence et leur phase pour finalement fermer un disjoncteur d'interconnexion. Le lien électrique fournissant alors dans certaines conditions un couple synchronisant entre les deux réseaux pour maintenir leur synchronisme. Ce procédé ne peut généralement pas s'appliquer aux grands réseaux parce que les liens des interconnexions c.a. sont proportionnellement trop faibles par rapport à l'inertie des réseaux. Les convertisseurs électroniques de puissance peuvent alors étre utilisés pour exercer cette fonction. Ils sont flexibles et peuvent être exploités dans différents régimes. En contrepartie, ils coûtent chers et sont aussi moins fiables et efficaces que l'appareillage conventionnel utilisé sur les réseaux c.a.
La pseudo synchronisation de deux grands réseaux consiste a asservir la fréquence et la phase d'un des deux réseaux à celle de l'autre en utilisant le système de réglage fréquence puissance (RFP) et un signal de référence angulaire fourni par l'autre réseau. En raison de l'inertie des masses tournantes des réseaux en présences, il est préférable d'asservir la fréquence et l'écart angulaire du réseau le plus faible en fonction du réseau le plus fort. En exerçant un contrôle continu de la phase du réseau esclave (l'asservissement) on synchronise virtuellement les deux réseaux. C'est ce processus que nous nommons pseudo synchronisation (PS). En contrôlant l'écart angulaire aux bornes de l'interconnexion avec la PS, il devient possible d'utiliser de l'appareillage conventionnel pour contrôler l'échange d'énergie sur le lien.
C'est là
le grand avantage de cette méthode. Toutefois, cet état d'équilibre qu'est la PS
peut disparaitre rapidement à la suite d'un défaut sur le réseau ou d'une défaillance du RFP. II est donc essentiel dans certains cas de maintenir le convertisseur de puissance (CP) comme relève à l'appareillage classique. Ils peuvent également assumer une fonction dynamique comme la stabilisation d'oscillations de puissance sur les réseaux ou le nivellement de la puissance transitée sur l'interconnexion.
Nous nommons cette nouvelle classe d'appareils permettant de réaliser des interconnexions pseudo synchrones : convertisseurs hybride de puissance (CHYP) 5. PSEUDO SYNCHRONIZATION OF NETWORKS
When we manage to maintain the angular difference between two electrical networks in below a certain value by exercising control over the frequency of one of the networks to enslave it to the other, we can agree that they are synchronized in somehow. Usually however, network synchronization electrical or groups of synchronous machines is done differently. Initially time we approximate the phase and the frequency of the networks by adjusting the frequency one of them and then connect them electrically by closing a circuit breaker attachment. The electrical link then provides a synchronizing torque which arrive at maintain network synchronization provided it is powerful enough and that the amortization of the new circuit is sufficient. In the case of large weakly linked electrical networks, the AC interconnection cannot provide couple sufficient synchronization, making exchange in these conditions impossible energy controlled. Electronic back to back power converters (CP) DC converters and FACTS allow you to exercise such function between two large asynchronous networks.
We saw previously that the synchronization of two networks takes place in two steps. A first where we exercise control over the frequency of a of the networks to reconcile their frequency and their phase to finally close a interconnection circuit breaker. The electrical link then providing in some conditions a couple synchronizing between the two networks to maintain their synchronism. This process cannot generally be applied to large networks because the AC interconnection links are proportionally too much weak compared to the inertia of the networks. Electronic converters of power can then be used to perform this function. They are flexible and can be operated in different regimes. In return, they cost expensive and are also less reliable and efficient than switchgear conventional used on AC networks The pseudo synchronization of two large networks consists in controlling the frequency and phase of one of the two networks to that of the other using the power frequency control system (RFP) and a reference signal angular provided by the other network. Because of the inertia of the masses rotary networks in presence, it is preferable to control the frequency and the difference angular of the weakest network as a function of the strongest network. In practicing continuous control of the phase of the slave network (servo) on virtually synchronize the two networks. It is this process that we let's name pseudo synchronization (PS). By controlling the angular deviation interconnection terminals with the PS, it becomes possible to use conventional equipment to control the exchange of energy on the link.
It's here the great advantage of this method. However, this state of equilibrium which is the PS
may disappear quickly due to a network fault or a RFP failure. It is therefore essential in certain cases to maintain the power converter (CP) as a replacement for conventional equipment. They can also take on a dynamic function like stabilization power oscillations on networks or power leveling transited on the interconnection.
We name this new class of devices for performing pseudo-synchronous interconnections: hybrid power converters (Chyp)
6. AUTRES RÉALISATIONS DE CHYP
La réalisation d'un CHYP peut prendre diverses formes tout dépendant des caractéristiques des réseaux en présence. Ä titre indicatif, nous relevons ci-dessous quelques exemples de réalisation de CHYP en fonction du comportement angulaire des réseaux interconnectés.
lien dos-à-dos + importantes variations instantanées du décalage angulaire UPFC électronique faible décalage angulaire à long terme lien dos-à-dos + petites variations instantanées du décalage angulaire paire de TD (~360°) large variation angulaire à long terme lien dos-à-dos + petites variations instantanées du décalage angulaire TD (~60°) faible variation angulaire à long terme UPFC sans électronique + petites variations instantanées du décalage angulaire paire de TD (~360°) large variation angulaire à long terme TD (~60°)+ très petites variations instantanées du décalage angulaire ligne ou inductance série faible variation angulaire à long terme Dans la présente invention, les termes convertisseur et convertisseur hybride de puissance sont donc pris dans leur sens le plus large et n'impliquent pas nécessairement le recourt à des convertisseurs de puissance utilisant de l'électronique de puissance.
De manière plus générale, un CHYP est constitué de six éléments:
Convertisseur de puissance (CP) tel crue ~ transformateur-déphaseur (avec ou sans régulation de tension) ~ transformateur-déphaseur électronique TDE
~ UPFC et autres FACTS
~ convertisseur de puissance en configuration dos à dos (back to back) ~ convertisseur et lignes HTCC
Di~ositif de contournement (DC) tel~ue ~ jeux de barres ~ ligne de transport ~ transformateur ~ transformateur-déphaseur TD classique (avec ou sans régulation de tension) ~ transformateur-déphaseur électronique TDE
~ UPFC et autres FACTS
Référence locale de fréguence (RLFx~
~ générateur de fréquence 60 Hz (étalon 60 Hz) Réglage fréquence puissance (RFP) ~ système de réglage de fréquence du réseau agissant sur la source d'énergie mécanique primaire des alternateurs du réseau.
Mesure angulaire de la tension (MAX.
~ angle relatif de la tension du réseau par rapport à la tension de la barre de référence.
Mesure de puissance (MPx~
~ puissance complexe transitée sur une barre ou une ligne du réseau.
Étant donné la grande diversité d'appareils électriques de puissance disponibles pour agir sur les écoulements de puissance dans les réseaux, le concept du CHYP offre donc une grande capacité d'adaptation aux conditions d'exploitation même les plus sévères. 6. OTHER CHYP ACHIEVEMENTS
The realization of a CHYP can take various forms depending on the characteristics of the networks involved. For information, we note below below some examples of CHYP implementation according to behavior of interconnected networks.
back-to-back link + large instantaneous variations of the offset angular Electronic UPFC long-term low angular offset back-to-back link + small instantaneous variations of the offset angular pair of TD (~ 360 °) wide long-term angular variation back-to-back link + small instantaneous variations of the offset angular TD (~ 60 °) low long-term angular variation UPFC without electronics + small instantaneous variations of the offset angular pair of TD (~ 360 °) wide long-term angular variation TD (~ 60 °) + very small instantaneous variations of the offset angular line or inductance series low long-term angular variation In the present invention, the terms converter and hybrid converter of power are therefore taken in their broadest sense and do not involve necessarily use power converters using power electronics.
More generally, a CHYP consists of six elements:
Power converter (CP) as raw ~ transformer-phase shifter (with or without voltage regulation) ~ TDE electronic phase-shifting transformer ~ UPFC and other FACTS
~ power converter in back to back configuration ~ HTCC converter and lines Bypass device (DC) such as ~ busbars ~ transmission line ~ transformer ~ classic TD transformer-phase shifter (with or without regulation of voltage) ~ TDE electronic phase-shifting transformer ~ UPFC and other FACTS
Local frequency reference (RLFx ~
~ 60 Hz frequency generator (60 Hz standard) Power frequency setting (RFP) ~ network frequency control system acting on the source of primary mechanical energy from the grid generators.
Angular voltage measurement (MAX.
~ relative angle of the network tension compared to the tension of the bar reference.
Power measurement (MPx ~
~ complex power transmitted on a bar or a network line.
Given the great diversity of power electrical devices available to act on power flows in networks, the concept of CHYP therefore offers a great capacity to adapt to operating conditions even the most severe.