Modélisation et analyse des micro-réseaux

Modélisation et analyse des micro-réseaux

Général

Le module améliore rapidement la productivité en limitant la quantité de travail manuel nécessaire à chaque étape de l’analyse. S’appuyant sur un modèle simplifié ou détaillé de l’installation, le module permet de créer divers cas d’étude en combinant les conditions de charge du système (par ex., charge de pointe et charge minimale) avec les contributions minimales et maximales des RED (par ex., 0 et 100 %), toutes définies comme paramètres de simulation. Des analyses de flux de charge contrôlé sont ensuite effectuées pour chaque scénario afin d’évaluer les impacts sur le système en termes de tension en régime permanent, de variations de tension transitoires (scintillement), de surcharges thermiques et de flux de puissance inverse.

• Modélisation détaillée des RED formant un réseau (modes de contrôle de type isochrone et statisme) en tenant compte de leurs limites opérationnelles et/ou physiques
• Possibilité d’effectuer des répartitions de puissance en régime déséquilibré, des analyses de court-circuit et des simulations de séries chronologiques sur des micro-réseaux îlotés et connectés au réseau électrique
• Algorithme personnalisable de délestage et de réduction des charges intégré dans le résolveur de flux d’énergie pour les simulations en îlot où la charge compense la production disponible

Cette combinaison unique entre modélisation détaillée des systèmes et analyses affinées en régime permanent facilite la conception, la planification et l’exploitation des micro-réseaux, permettant par exemple :

• l’identification des problèmes de sous-tension/surtension ainsi que des surcharges dans de multiples scénarios;
  
• la vérification de la puissance et de la disponibilité de l’énergie pour l’exploitation des micro-réseaux îlotés aux heures de pointe et pendant les périodes prolongées;
• l’évaluation de l’impact du démarrage des moteurs;
• le calcul des courants de défaut servant aux études sur la coordination de la protection et à l’évaluation des surtensions temporaires (TOV);
• La réalisation d’études sur les risques d’arc électrique visant à garantir la sécurité du personnel.

Modélisation

Le nouveau type de circuit « microgrid » (micro-réseau) permet désormais la création d’un modèle de pointe destiné aux topologies isolées et connectées au réseau. Le premier système était autonome, sans connexion à une ligne d’alimentation ni à une sous-station, et toute son énergie était fournie par les RED qui y étaient connectées. Ce dernier possède généralement un seul point d’interconnexion (POI) au circuit de distribution via un appareil de commutation (bien qu’il soit possible d’avoir plusieurs POI) et peut généralement fonctionner à la fois connecté au réseau ou en îlot. Le module permet toutes ces configurations.

Un micro-réseau nécessitant des seuils électriques clairement identifiés, il est maintenant possible de définir une zone de simulation du micro-réseau (MSZ) comprenant les sections du modèle de connectivité situées entre le nœud de référence du micro-réseau et le(s) dispositif(s) de délimitation. Ainsi, la MSZ ne tolère pas les sources infinies, à savoir un équivalent de source ou un générateur synchrone en mode oscillant.

Les RED supportant les micro-réseaux disposent également d’un modèle amélioré afin d’émuler correctement les différents modes de contrôle îloté. En fait, tout type de RED distribuable, comme les systèmes de stockage d’énergie sur batterie (BESS), les générateurs à onduleur ainsi que les générateurs synchrones et à induction, dont le mode de contrôle est réglé sur isochrone ou statisme, permet d’obtenir un micro-réseau tolérant la simulation.

Bien que des RED non distribuables puissent exister sur un micro-réseau, elles sont normalement insuffisantes pour garantir l’équilibre de puissance active nécessaire à une exploitation îlotée viable. C’est exactement la finalité des modes de contrôle isochrone et îloté. Tandis que le premier détermine l’amplitude de la tension aux bornes de la RED et fournit la puissance active nécessaire (maintenant ainsi la fréquence constante), le second ajuste la puissance de sortie active et réactive en fonction de la fréquence et de la tension contrôlée, respectivement.

Analyse

Lorsque l’équilibre de la puissance active n’est pas garanti, un algorithme de délestage et de réduction des charges peut être mis en œuvre en identifiant une liste prioritaire de charges et de moteurs participants. En cas de production active insuffisante lors d’une simulation par flux de charge, le résolveur Newton-Raphson Unbalanced va réduire les charges ou délester les moteurs un à un jusqu’à obtenir une production suffisante, ou l’effacement de la liste.

Procéder à des flux de charge sur les micro-réseaux est un moyen simple d’obtenir des informations importantes sur les performances du réseau (conditions anormales, pertes, puissance produite par RED, etc.).

Les analyses de défaillances tiennent également compte des micro-réseaux îlotés et connectés en utilisant les mêmes modèles de court-circuit RED que pour les réseaux standard. Cela permet de déterminer les courants de court-circuit par phase pour tous les types de défauts, à chaque nœud du micro-réseau.

Centre de charge à distance

Le modèle intègre également un nouvel outil de détection de la topologie identifiant les centres de charge distants sur la base de critères définis par l’utilisateur concernant la charge en aval, la distance par rapport à la sous-station et la présence de liaisons entre circuits. En croisant les résultats de la détection avec les mesures de fiabilité du système et une carte thermique de la densité de charge, les ingénieurs peuvent facilement identifier les circuits offrant des possibilités d’amélioration de la fiabilité grâce à des solutions non filaires (NWA).