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RT20 | Implémentation matérielle d'un micro-réseau AC/DC à l'aide d'OPAL-RT
Vidéo
2020-06-18
Le simulateur en temps réel Opal-RT a été utilisé pour la mise en œuvre matérielle de micro-réseaux CA, CC et hybrides. Le simulateur est utilisé pour concevoir des architectures de contrôle pour le micro-réseau. À l'aide de capteurs externes, les quantités électriques sont transmises au contrôle en temps réel fonctionnant dans le simulateur et, sur la base du contrôle en temps réel, des signaux numériques sont transmis au matériel externe pour la mise à feu des dispositifs électroniques de puissance. Le simulateur Opal-RT permet de concevoir et de tester des contrôleurs pour les micro-réseau à courant alternatif, les micro-réseau à courant continu et les micro-réseau hybrides.
Dans les micro-réseaux CA, le contrôle primaire, secondaire et tertiaire des systèmes à onduleur est développé et testé. Dans un micro-réseau CA à onduleur dominant, un contrôle décentralisé et une stratégie de contrôle hiérarchique entièrement distribuée sont développés avec des objectifs clés résumés comme suit : - Développer un contrôleur d'amortissement pour atténuer les problèmes d'oscillation à basse fréquence. - Rétablir la fréquence à sa valeur nominale et réaliser le partage optimal de la puissance active en utilisant le coût incrémental. - Rétablir la tension moyenne du micro-réseau et maintenir simultanément le partage de la puissance réactive. La configuration matérielle expérimentale est développée pour cela, en considérant trois onduleurs suivis par des filtres LC, des lignes de distribution, et des charges résistives et inductives. Plusieurs contrôleurs en temps réel OPAL-RT ont été utilisés pour l'acquisition des signaux et pour mettre en œuvre le schéma de contrôle distribué proposé. L'interface utilisateur et l'interaction avec le simulateur en temps réel ont été assurées par l'ordinateur hôte. Des liens de communication TCP/IP ont été établis. Dans les micro-réseaux à courant continu, le contrôle distribué du flux d'énergie de deux micro-réseaux à courant continu interconnectés par une ligne d'interconnexion pour les micro-réseaux appartenant à différents services publics est réalisé. À cette fin, ce travail présente un schéma de contrôle distribué pour réguler le flux d'énergie de la ligne d'interconnexion entre deux grappes autonomes de micro-réseau à courant continu. Dans ce travail, un schéma de contrôle hiérarchique unificateur basé sur la communication distribuée est proposé où le contrôle du flux de puissance de la ligne d'interconnexion basé sur une stratégie de contrôle d'épinglage est unifié avec l'optimisation distribuée et les boucles de contrôle de régulation de la tension moyenne. L'optimisation distribuée utilise la répartition économique pour minimiser les coûts d'exploitation de la production décentralisée, tandis que le contrôle de la tension moyenne régule la tension moyenne du micro-réseauà sa valeur nominale. Avec l'application de cette approche, la responsabilité de la régulation de la ligne d'interconnexion est répartie de manière économique sans dégrader la qualité de la tension dans le système. Le contrôle en temps réel est réalisé à l'aide d'un système de communication basé sur Ethernet. Le système électrique est modélisé dans le simulateur OPAL-RT tandis que le système de communication est mis en œuvre à l'aide d'un système de communication basé sur TCP/IP. Dans le cas d'un micro-réseau hybride AC-DC, un PV avec son convertisseur boost (BC), une batterie de stockage d'Énergie (BES) avec son convertisseur DC-DC bidirectionnel (BDC) et un générateur diesel (DG) avec son convertisseur de source de tension contrôlé par PWM monophasé sont connectés à un lien DC commun alimentant une charge DC. En outre, un onduleur de source de tension triphasé contrôlé par PWM est interfacé à la liaison CC pour alimenter une charge CA triphasée/monophasée. Dans ce travail, un schéma de gestion de la puissance (PMS) est développé pour gérer les déséquilibres de puissance de la charge et de la source et pour faire fonctionner le système de manière fiable dans les conditions de limites min et max du SoC. Un contrôle secondaire de partage optimal de la puissance est également mis en œuvre pour partager la puissance de la charge de manière optimale entre la DG et le BES.