Nouvelle approche pour l'analyse des oscillations électromécaniques dans les réseaux électriques

 

Xiaozhe Wang

Université McGill

 

Domaine : énergie

Programme : établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2018-2019

L'oscillation électromécanique de basse fréquence est reconnue comme l'un des principaux problèmes qui peuvent nuire au fonctionnement normal des réseaux électriques. Plus particulièrement, le réseau d'Hydro-Québec présente un grave problème d'oscillations interzonales en raison d'un vaste programme de compensation en série, et du fait que le réseau évolue continuellement afin d'intégrer plus de sources variables d'énergie renouvelables commandées par plusieurs appareils électroniques, qui vont inévitablement aggraver ce problème. Bien qu'il soit possible d'estimer les fréquences de mode, les rapports d'amortissement et la forme d'un mode au moyen des méthodes de mesure de pointe, il demeure difficile d'estimer les facteurs de participation, lesquels comportent des renseignements importants pour la conception de stratégies d'atténuation.  
 
Le projet de recherche proposé vise à appliquer une nouvelle mesure hybride et une méthode basée sur un modèle pour analyser les oscillations électromécaniques au moyen des données des synchrophaseurs (unités de mesure de vecteurs de phase PMU). La méthode permet de rapidement extraire toutes les connaissances modales nécessaires (ex. fréquences, rapports d'amortissement et formes modales), y compris les facteurs de participation, qui sont impossibles à obtenir à l'aide d'une méthode fondée uniquement sur la mesure. Afin que la mise en œuvre soit possible, nous allons développer un algorithme récursif utilisant une fenêtre mobile. Nous allons procéder à des expériences numériques complètes afin d'étudier la précision, l'efficacité et la faisabilité de la méthode proposée dans des applications pratiques en ligne. En outre, le facteur de participation estimé en ligne sera utilisé pour concevoir des mesures de contrôle efficaces, comme le réglage du stabilisateur de système d'alimentation et le rajustement de la production pour amortir les modes visés. 
 
Il est prévu que la méthode proposée pourra probablement être intégrée au module d'évaluation de la sécurité dynamique en ligne afin de pouvoir effectuer l'identification de mode en lige et de contrôler l'amortissement, pour garantir la sécurité et la stabilité de chaque réseau électrique. Comme il s'agit d'un premier essai d'utiliser les propriétés des équations stochastiques différentielles pour l'identification de mode, la méthode proposée pourrait être la première à appliquer des méthodes fondées sur des équations stochastiques différentielles dans la recherche sur la stabilité dynamique des réseaux et elle pourrait améliorer la connaissance de la situation du réseau sous différents aspects.