Études et simulations sur la fiabilité du réseau électrique chez Tenaga Nasional Berhad

L'entreprise

Tenaga Nasional Berhad (TNB) est la multinationale malaisienne spécialisée dans l'électricité et le seul fournisseur d'électricité de la Malaisie péninsulaire. TNB Research (TNBR) fait office de prestataire de solutions en interne : il s'agit d'un centre centralisé et unique dédié aux solutions techniques et à l'innovation. Fort de nombreuses années d'expérience, TNBR est spécialisé dans la fiabilité et l'efficacité des réseaux électriques grâce à des études et des simulations de pointe, dont les résultats aident TNB à maintenir un réseau électrique résilient, fiable et de haute qualité.

Les défis

• Simulation de réseau à grande échelle : TNB avait besoin d'un simulateur en temps réel capable de reproduire la réponse dynamique réelle de son réseau électrique à grande échelle lors de ses interactions avec les systèmes de protection.
• Développement complexe du SPS : la complexité croissante des exigences du régime de protection spécial (SPS) a rendu l'méthodes de test traditionnelle au niveau du système insuffisante et coûteuse.
• Validation préalable au déploiement : les systèmes de protection complexes conçus pour atténuer les perturbations à l'échelle du réseau ont nécessité des essais complets en boucle fermée dans un environnement contrôlé avant leur déploiement sur le réseau réel.
• Informatique économique : la simulation en temps réel de milliers de bus et de générateurs exigeait une « plateforme » capable d'assurer une exécution à grande vitesse sans nécessiter de ressources informatiques excessives.

La solution OPAL-RT

TNB a mis en place une plateforme complète de tests HIL pour la validation du SPS à l'aide de la simulation en domaine phasorique d'OPAL-RT :

• Solveur ePHASORSIM : choisi parmi d’autres simulateurs HIL pour sa capacité à faire varier la durée du pas de temps de simulation, ce qui permet de réaliser des simulations à grande échelle du réseau électrique avec une puissance de calcul réduite tout en conservant la précision. Fonctionnant avec un pas de temps de 10 ms, il fournit des informations sur les tensions et courants phasoriques pour l’émulation du réseau en temps réel.
• RT-LAB & OP5600 : cette solution logicielle et matérielle de simulation en temps réel plateforme permet une conception basée sur des modèles qui interagit avec des environnements réels, en exécutant des modèles MATLAB/Simulink en temps réel.
• Infrastructure HIL complète : l'plateforme e intègre des amplificateurs de signaux analogiques, du matériel SPS (contrôleurs RTAP), un serveur PI pour l'archivage des données, la synchronisation de l'horloge par GPS, des applications WAMS et des IED physiques connectés via Ethernet, reproduisant ainsi l'architecture SPS opérationnelle de TNB, composée de 190 IED et de 25 RTAP.

Les résultats

L'plateforme e HIL a été validée à l'aide d'un modèle complet du réseau TNB comprenant 1 100 bus, dans le cadre d'une étude de cas :

• Simulation du réseau à grande échelle : simulation réussie en temps réel de l’ensemble du réseau électrique de TNB, composé de 1 100 nœuds, permettant de vérifier l’efficacité de l’ plateformepour les tests SPS au niveau du réseau.
• Tests complets de gestion des situations d'urgence : les ingénieurs peuvent désormais tester les systèmes SPS dans diverses conditions de réseau et situations d'urgence, au sein d'un environnement contrôlé et reproductible.
• Détection plus rapide des problèmes : réduction significative du temps nécessaire à la détection des problèmes de conception, ce qui diminue le risque d'erreurs de conception ou de défaillances cachées.
• Confiance accrue : confiance statistique renforcée dans la fiabilité du système de protection avant son déploiement sur le terrain.
• Réduction des coûts : l'approche dans le domaine des phasors d'ePHASORSIM a permis de réduire les coûts liés à la simulation en temps réel par rapport aux simulations de type EMT complètes, tout en continuant à prendre en compte l'ensemble des phénomènes transitoires pertinents pour les applications SPS.

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