Commande des liaisons en courant continu dans un contexte réseau

Control of high voltage direct current links with overall large-scale grid objectives

• Auteur / Autrice : Leyla Arioua
• Direction : Bogdan Marinescu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique, Électrotechnique et Automatique
• Date : Soutenance le 17/07/2014
• Etablissement(s) : Cachan, Ecole normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie
• Jury : Président / Présidente : Xavier Guillaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Guillaud, Franck Plestan, Thierry Van Cutsem, Éric Monmasson, Gabriel Bareux, Alexandre Parisot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commande robuste

Convertisseurs électriques

Circuits électriques -- Courant continu

Mots clés libres

Liaison HVDC

Robustesse

Stabilité transitoire

Coordination

HVDC

Transient stability

Robust control

Résumé

Cette thèse porte sur les convertisseurs des liaisons à courant continu (HVDC- High Voltage Direct Current). Une nouvelle méthodologie de synthèse des régulateurs des convertisseurs basée sur un modèle de commande a été développée. Ce dernier prend en considération non seulement les deux convertisseurs de la liaison HVDC mais aussi l'ensemble des principaux éléments impactant la stabilité transitoire du système électrique dans lequel la liaison est insérée. Une commande robuste coordonnée est proposée pour, à la fois, répondre au cahier des charges de la liaison et améliorer la stabilité de la zone AC voisine à la liaison. La coordination de la synthèse de régulateurs pour les convertisseurs se fait à deux niveaux : le premier concerne les deux stations de conversion d'une même liaison HVDC et un second consistant en la coordination de plusieurs liaisons HVDC. De plus, seules les mesures disponibles localement (i.e., au niveau des stations de conversion) sont utilisées. Ce nouveau cadre de commande est une alternative à la commande vectorielle classique. L'approche a été validée à la fois sur des benchmarks académiques et en grande taille sur des cas concrets de renforcement du réseau de transport européen.

This thesis focuses on the control of converters of high voltage direct current (HVDC) links. A new methodology of synthesis of the controllers of the HVDC converters based on a control model has been developed. The latter takes into consideration not only the two converters of HVDC link but all the main dynamics affecting the transient stability of the power system in which the link is inserted. In order to improve the stability of the AC zone neighboring the HVDC link, in addition to the local objectives like power and voltage control, a coordinated robust control is proposed. The coordination of the synthesis controllers for converters is done at two levels: the first one is the coordination of the two stations of an HVDC link the second is consisting on the coordination of several HVDC links. In addition, only measures available locally (i.e., at the converter stations) are used. This new control frame is an alternative to the conventional vector control. The approach was validated on both academic benchmark and a large-scale dynamic model of the whole European power system.