Méthode fondée sur la mesure aux fins de l'établissement de l'équivalence dynamique et du contrôle de l'amortissement sur zone étendue

 

Xiaozhe Wang

Université McGill

 

Domaine : énergie

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2018-2019

Le réseau électrique est en général composé de milliers de centrales et postes électriques et de millions de lignes d'alimentation et de transport qui s'étendent sur d'immenses zones géographiques. Les réseaux intelligents en évolution comme le réseau d'Hydro-Québec s'efforcent d'intégrer des sources d'énergie renouvelable et de nombreux dispositifs électroniques à l'infrastructure physique existante, ce qui complexifie les réseaux dans leur ensemble. L'effort calculatoire des études de la stabilité pour de tels réseaux d'électricité complexes de grande échelle est généralement considérable. Pour résoudre ce problème, on effectue habituellement une réduction de modèle fondée sur la propriété de cohérence d'un réseau soumis à des oscillations électromécaniques. Une fois les grappes de cohérence déterminées et le modèle équivalent monté, il est possible d'analyser les oscillations électromécaniques et de contrôler l'amortissement.

Le présent projet de recherche vise à résoudre des problèmes pertinents, à savoir élaborer une méthode fondée sur la mesure pour définir la cohérence et établir l'équivalence dynamique en ligne ainsi que pour concevoir des mesures de contrôle de l'amortissement sur zone étendue afin d'atténuer les oscillations électromécaniques entre les grappes de cohérence. À l'aide de la dernière technologie de système de mesure à zone étendue (Wide-Area Measurement System) (WAMS), nous élaborerons une nouvelle méthode fondée sur la mesure pour déterminer la cohérence et établir l'équivalence dynamique de manière non intrusive et en temps réel. De plus, nous concevrons un schéma de contrôle de l'amortissement sur zone étendue pour les grappes de cohérence équivalentes en nous servant d'un algorithme de contrôle breveté par l'Université McGill. Plus précisément, nous tenons compte des propriétés du réseau d'Hydro-Québec et intégrons divers dispositifs de contrôle du réseau existants au contrôle de l'amortissement : stabilisateurs d'alternateur multibande, lignes de transport à haute tension de courant continu et systèmes de transmission de courant alternatif flexibles (FACTS).

Le réseau d'Hydro-Québec rencontre un problème important d'oscillations électromécaniques conduisant à une limite complexe pour les groupes de cohérence. La méthode de réduction de modèle et de schéma de contrôle proposée pourrait être intégrée au module d'évaluation de la sécurité dynamique en ligne afin de déterminer les groupes de cohérence et de mener une réduction de modèle de manière constante pour réduire les efforts calculatoires des évaluations de la stabilité dynamique, atténuer les oscillations électromécaniques et améliorer la stabilité générale du réseau. Dans la mesure où l'instabilité du réseau électrique peut entraîner des pertes économiques importantes, le projet proposé contribuera à économiser des ressources sociales et à réduire les pertes économiques grâce au maintien et à l'amélioration de la stabilité du réseau d'Hydro-Québec.