F. D’EUSTACHIO, "Les enjeux des systèmes HVDC dans les réseaux de transport d’électricité", Mémoire CNAM, Information et communication pour ingénieur, 17 décembre 2013, 33 pages.
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These : [THESE140]

Titre : F. D’EUSTACHIO, Les enjeux des systèmes HVDC dans les réseaux de transport d’électricité, Mémoire CNAM, Information et communication pour ingénieur, 17 décembre 2013, 33 pages.

Cité dans :[THESE139] F. D’EUSTACHIO, Interruption statique : état de l'art et perspectives, Mémoire CNAM, Information et communication pour ingénieur, 18 juin 2013, 36 pages.
Cité dans : [DATA219] Recherche d'informations sur la station EDF IFA 2000 MW, mars 2014.
Auteur : Fabrice D’EUSTACHIO

Info : Mémoire présenté en vue d'obtenir l'UE « Information et communication pour ingénieur » SESSION 2013 / 2014
Date : 17 décembre 2013
Pages : 1 - 33
Lien : EUSTACHIO-02.pdf - 628 Ko, 33 pages, version du 3 décembre 2013.
Vers : Table des matières
Vers : Bibliographie

Résumé :
L’évolution des technologies et de l’électronique de puissance a donné naissance aux systèmes de transmission HVDC.
Ils permettent d'interconnecter facilement des réseaux où la tension et la fréquence ne sont pas compatibles, de transmettre l’énergie sur de longues distances, que ce soit en aérien (effets inductifs), ou en milieu souterrain / marin (effets capacitifs),
et de s’affranchir de la problématique des obstacles géographiques tels que les mers, ou les océans, ou les montagnes.
Outre de répondre aux problématiques précédentes, la technologie SVC des convertisseurs offre de nombreux avantages supplémentaires et représente l’avenir pour la conception des systèmes HVDC.
Leur compacité leur permet d’être utilisés dans le milieu offshore où cette donnée est capitale ; ils participent également à la stabilité du réseau grâce à leur contrôlabilité dans les 4 quadrants P – Q.
Cependant, leur niveau de puissance/tension est encore restreint à l’heure d’aujourd’hui (1000MW +/-320kV).
Enfin, quelques problématiques majeures s’opposent à leur massif développement, notamment pour une réalisation de réseaux maillés HVDC : Une absence d’éléments de protection du circuit DC (disjoncteurs),
une absence de normalisation pour les constructeurs, et enfin la nécessité de définir une stratégie pour la maîtrise et le contrôle des convertisseurs.

Mots clés: HVDC, CCHT, MTDC, courant continu, alternatif, transport, enjeux, SVC, LCC, CSC, réseau maillé.


Table des matières

TOP

Table des abréviations ... iii

Remerciements ... iv

Introduction générale ... 1

1. Le transport d’électricité : HVAC ou HVDC ? ... 2
1.1 Introduction ... 2
1.2 Distances limites pour le transport de puissance en HVAC ... 3
1.2.1 Modélisation d’une ligne électrique de transport ... 3
1.2.2 Liaison de type sous-terrain/sous-marin ... 3
1.2.3 Liaison de type aérien ... 4
1.2.4 Illustrations des limites de distance de transmission de puissance ... 4
1.2.5 Solutions ... 4
1.2.6 HVAC ou HVDC : critères de choix ... 4
1.3 Interconnexions transfrontalières ... 5
1.3.1 Principe de fonctionnement : équilibre permanent entre « production et consommation »... 5
1.3.2 Interconnexion de réseaux électriques transfrontaliers... 5
1.3.3 Interconnexion de deux réseaux asynchrones ... 6
1.3.4 Interconnexion de deux réseaux synchrones : gestion du flux de puissance transité ... 6
1.4 Conclusion ... 6

2. Les systèmes HVDC : Technologies des convertisseurs ... 7
2.1 Introduction ... 7
2.2 Les différentes technologies des liaisons HVDC : synthèse de l’état de l’art ... 7
2.2.1 La technologie LCC- HVDC ... 7
2.2.2 La technologie VSC-HVDC ... 9
2.3 Etat actuel des technologies et perspectives ... 11
2.3.1 Technologie LCC - HVDC ... 11
2.3.2 Technologie SVC - HVDC ... 12
2.4 Synthèse ... 12
2.5 Conclusion ... 13

3. Réseaux maillés HVDC et les verrous à son développement ... 14
3.1 Rappel des avantages de la technologie HVDC ... 14
3.2 Réseau maillé à courant continu : MTDC ... 15
3.3 Les projets d’interconnexion HVDC MTDC ... 16
3.4 Les différents verrous ... 17
3.4.1 Coupure du courant continu pour liaisons HVDC (réseau maillé) ... 17
3.4.2 Stratégie de commande ... 18
3.4.3 Absence de normalisation ... 19
3.5 Conclusion ... 19

Conclusion ... 20

Table des Figures ... 26

Table des tableaux ... 27


Bibliographie

TOP

Ouvrages imprimés
[Escané-1997] : Escané J-M, 1997. Réseaux d’énergie électrique. Modélisation : lignes, câbles. Editions Eyrolles. 232 pages.
[Hadjsaïd_et_Sabonnadière-2007] : Sabonnadière Jean-Claude, Hadjsaïd Nouredine, 2007. Lignes_et_réseaux électriques 1. Lavoisier, Paris, 185 pages.
[Lasne-2008] : Lasne Luc, 2008. Electrotechnique. Dunod, Paris, 256 pages.
[Lindberg-1995] : Lindberg Anders, 1995. PWM and Control of Two and Three Level High Power Voltage Source Converters. Royal Institute of Technology, 150 pages.
[Manning-1996] : Manning Jeane, 1996. Energie libre et technologies. Edition Louise Courteau, Montréal, 490 pages.
[Mircea_et_al.-2000] : Mircea EREMIA, Jacques TRECAT, Alain GERMOND, 2000. Réseaux électriques. Editura Technica, Bucarest, 452 pages.
[Wildi_et_Sybille-2009] : Théodore Wildi, Gilbert Sybille, 2009. Electrotechnique. 4ème édition, Les presses de l’université LAVAL. Distribution de livres Univers, Canada, 1215 pages.

Travaux universitaires
[Atmadji-2000] : Atmadji Ali Mahfudz Surya, 2000. Direct current Hybrid breakers: a design and its realization. Thèse de doctorat, University of Technology, Eindhoven, Pays-Bas, 195 pages.
[Descloux-2013] : Descloux Justine, 2013. Protection contre les courts-circuits des réseaux à courant continu de forte puissance. Thèse de doctorat, Université de Grenoble, France, 264 pages. (pas encore publiée)
[Haileselassie-2008] : Haileselassie Temesgen Mulugeta, 2008. Control of Multi-terminal VSC-HVDC Systems [en ligne]. Master of Science in Energy and Environment, Norwegian University of Science and Technology, Norvège, 122 pages. Disponible sur : http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:347704/FULLTEXT01.pdf
[Meyer-2000] : MEYER Jean-Marc, 2000. Etude et réalisation d’un disjoncteur hybride ultra-rapide à base de thyristors IGCT . Thèse de doctorat, école polytechnique fédéral de Lausanne, 176 pages.
[Meyer-2007] : MEYER Christoph, 2007. Key Components for Future Offshore DC Grids. Thèse de doctorat, Rheinisch-Westf alischen Technischen Hochschule Aachen, 196 pages.
[Mohamed-2012] : MOHAMED RAMADAN Haitham Saad, 2012. Non linear control and stabilization of VSC-HVDC transmission systems [en ligne]. Thèse de doctorat, Université Paris Sud, France, 215 pages. Disponible sur : http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/70/77/21/PDF/VA2_RAMADAN_HAITHAM_15032012.pdf (consulté en Novembre 2013).
[Monjean-2012] : MONJEAN Pascal, 2012. Optimisation de l’architecture et des flux énergétiques de centrales à énergies renouvelables offshore et onshore équipées de liaisons en continu. [en ligne]. Thèse de doctorat, école nationale supérieure des arts et métiers, 212 pages. Disponible sur : http://l2ep.univlille1.fr/fileupload/file/theses/These_Pascal_Monjean.pdf (consulté en Novembre 2013).
[Rault-2013] : RAULT Pierre, 2013.Control of converter stations composing the considered DC grid. Thèse de doctorat. (pas encore publiée)
[Teppoz-2005] : Teppoz Laurent, 2005. Commande d’un système de conversion de type VSC-HVDC [en ligne]. Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Grenoble, France, 230 pages. Disponible sur : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00168414 (consulté en Novembre 2013).

Articles de périodiques imprimés
[Dai_et_al.-2013] : Jing Dai, Samy Akkari, Marc Petit 2013). Commande en tension dans un réseau HVDC. La revue 3EI, N°73, p15 – p20.
[Joncquel-2006] : JONCQUEL Eric (2006). Fonctionnement des liaisons à courant continu haute tension. Techniques de l’ingénieur, D4762.
[Le_Du_et_Adam-1992] : LE DU Alain, ADAM Philippe (1992). Transport d’énergie en courant continu à haute tension. Techniques de l’ingénieur, D4760.
[Pelenc-2002] : Yves Pelenc (2002). Interruption des circuits alimentés en courant continu. Techniques de l’ingénieur, D4700.
[Petit-2013] : Petit Marc (2013). Les réseaux HVDC : une solution parfois nécessaire pour renforcer les systèmes électriques. La revue 3EI, N°73, p7 – p14.

Articles de périodiques électroniques
[M-M-2013] : M. M (14 Mars 2013). Électricité : Disjoncteur à haute tension ultrarapide. L’usine Nouvelle [en ligne]. n°3322. Disponible sur : http://www.usinenouvelle.com/article/electricite-disjoncteur-a-haute-tension-ultrarapide.N193125

Publications
[Koldby_et_Hyttinen-2009] : KOLDBY Erik, HYTTINEN Mats. Challenges on the road to an offshore HVDC Grid. The Nordic Wind Power, Danemark, 10 Novembre 2009.
[Descloux_et_al.-2012] : J.Descloux, P.Rault, S.Nguefeu, J-B Curis, X.Guillaud, F.Colas, B.Raison (2012). HVDC meshed grid : Control and protection of a multi-terminal HVDC system [en ligne]. CIGRE B4-308. Disponible sur : http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CEkQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.cigre.org%2Fcontent%2Fdownload%2F17070%2F680674%2F1%2FB4_308_2012.pdf&ei=HjCPUsaNGoOb0AX2uIH4Dg&usg=AFQjCNHqaa8xRQSQC-6vChAQIY8JGDr2Sg&sig2=JYYXhPAkBGy-094fYlCWQ&bvm=bv.56988011,d.d2k
[Zehong_et_al.-2012] : Liu Zehong, Gao Liying, Wang Zuli, Yu Jun, Zhang Jin, Lu Licheng (2012). R&D progress of ±1100kV : UHVDC technology [en ligne]. CIGRE B4_201_2012. Disponible sur : http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CDAQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.cigre.org%2Fcontent%2Fdownload%2F17035%2F680568%2Fversion%2F1%2Ffile%2FB4_201_2012.pdf&ei=d0WOUsuuA6SL0AW_0ICYAg&usg=AFQjCNF5mS8NGFfeLmBGPMrP1PGCWToOfg&sig2=QEnfaBojYFaF9Nyl_HXXQg&bvm=bv.56988011,d.d2k
[Hauslër-1999] : Michael Häusler. Multiterminal HVDC for High Power Transmission in Europe [en ligne]. CEPEX99, Poznan, Poland, Mars 1999. Disponible sur : http://www05.abb.com/global/scot/scot221.nsf/veritydisplay/7222163b7a2e1b5ac1256fda004aeac1/$file/cepex99.pdf

Sites web
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[Twenties] : Twenties. Welcome to Twenties, [en ligne]. Disponible sur : http://www.twenties-project.eu/node/1

Sites web (page)
[ABB-Agra] : North-East Agra : ABB. [en ligne]. North-East Agra, [en ligne]. Disponible sur : http://www.abb.com/industries/ap/db0003db004333/9716a8ac9879236bc125785200694f18.aspx
[ABB-Borwin1] : BorWin1 : ABB. BorWin1, [en ligne]. Disponible sur : http://www.abb.com/industries/ap/db0003db004333/a8e328849ac67b66c125774a00243367.aspx
[ABB-Jinping] : The most powerful transmission line in the world! : ABB. Jinping - Sunan 7 200 MW UHVDC transmission, [en ligne]. Disponible sur : http://www.abb.com/industries/ap/db0003db004333/545527721af2bf14c12578690049fea4.aspx
[CRE-2013] : Les scénarios de développement des Super grids : Commission de régulation de l’énergie. Les super grids, [en ligne]. Disponible sur : http://www.smartgridscre.fr/index.php?rubrique=dossiers&srub=supergrids&action=imprimer (consulté en Novembre 2013).
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[Schuman-2013] : L'ouverture à la concurrence des marchés européens de l'électricité : genèse et perspectives d'un projet ambitieux, fondation Robert Schuman. Questions d’Europe, [en ligne]. Disponible sur : http://www.robert-schuman.eu/fr/questions-d-europe/0066-l-ouverture-a-la-concurrence-des-marcheseuropeens-de-l-electricite-genese-et-perspectives (consulté en Novembre 2013).
[CODRA] : Le projet IFA 2000 : CODRA. Panorama se forge un passage sous la manche, [en ligne]. Disponible sur : http://uk.codra.net/panorama/sites/all/files/Documents/FR-References/IFA%20Sucess%20Story_FR.pdf (consulté en Novembre 2013).
[CIGRE-B4] : Group B4 HVDC and Power Electronics : CIGRE. [en ligne]. Disponible sur : http://www.ptd.siemens.de/Question4_Statement.pdf

Documents / rapports
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[RTE-2011] : Bilan Prévisionnel de l’équilibre offre-demande d’électricité en France : RTE, [en ligne]. Disponible sur : http://www.rtefrance.com/uploads/Mediatheque_docs/vie_systeme/annuelles/bilan_previsionnel/bilan_complet_2011.pdf (consulté en Novembre 2013).
[RTE-2013] : Feuille de route R&D 2013). Plan d’implémentation 2013 – 2016 : RTE, [en ligne]. Disponible sur : http://www.rtefrance.com/uploads/media/pdf_zip/RD/2013_10_08_Feuille_de_route_RD_RTE_FR__version_finale.pdf (consulté en Novembre 2013).
[Siemens-2013a] : High Voltage Direct Current Transmission – Proven Technology for Power Exchange.: SIEMENS [en ligne]. Disponible sur : http://www.energy.siemens.com/hq/pool/hq/powertransmission/HVDC/HVDC_Proven_Technology.pdf (consulté en Novembre 2013).
[Siemens-2013b] : Power Markets in Transition – New HVDC Solutions for the Power Grids of the Future : SIEMENS [en ligne]. Disponible sur : http://www.energy.siemens.com/hq/pool/hq/power-transmission/HVDC/HVDC-PLUS/power-markets-intransition.pdf
et aussi : http://www.energy.siemens.com/hq/en/power-transmission/hvdc/hvdcplus/?stc=wwecc122596&ef_id=UnwDpwAAAMpTk@X9:20131109072642:s#content=Description (consulté en Novembre 2013).
[Siemens-2008] : Davies M, Dommaschk M, Dorn J, Lang J, Retzmann D, Soerangr D (2008) HVDC PLUS – Basics and Principle of Operation : SIEMENS, [en ligne]. Disponible sur : http://www.energy.siemens.com/br/pool/hq/powertransmission/HVDC/HVDC_Plus_Basics_and_Principle.pdf (consulté en Novembre 2013).


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