RT20 | Méthode d'évaluation des performances d'un dispositif de mesure de phaseurs à l'aide d'une simulation en temps réel
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2020-06-18
La technologie de mesure synchrophasor repose sur le calcul de phasors dérivés de grandeurs électriques fondamentales (tension et courant) et sur l’utilisation d’une référence temporelle unique, généralement fournie par les systèmes mondiaux de navigation par satellite, qui permet de corréler avec précision les valeurs de module et d’angle dans les réseaux électriques de grande puissance. L’équipement fondamental pour ce type de mesure est l’unité de mesure des phasors (PMU), un dispositif capable de mesurer ces grandeurs électriques de base et de fournir des valeurs de magnitude, d’angle, de fréquence et de variation de fréquence dans un flux de données conforme à la norme IEEE C77.118. Ces données sont mises à la disposition d’applications informatiques afin de permettre une meilleure visibilité des phénomènes présents dans les réseaux électriques et, par conséquent, de prendre des décisions opérationnelles avec davantage de sécurité et de flexibilité. Les premières idées ont vu le jour dans les années 1980, grâce aux travaux de Phadke, à Virginia Tech.
Plusieurs pays ont recours à la mesure synchrophasorielle dans le cadre des processus liés à la surveillance, à l’exploitation et au contrôle de leurs réseaux électriques. L’Opérateur du réseau national (ONS) au Brésil met actuellement en œuvre le Système de mesure synchrophasorielle (SMSF), avec l’installation, dans un premier temps, de près de deux cents PMU au sein du Système interconnecté national (SIN). Il est prévu d’installer plus d’un millier de PMU à l’avenir. Le laboratoire de mesure synchrone des phases (LabPMU) du CEPEL, situé à Cidade Universitária, à Rio de Janeiro (RJ), est une infrastructure de laboratoire conçue pour réaliser des essais de performance des PMU et mener des recherches sur les applications de cette technologie. Depuis environ cinq ans, le LabPMU s’est imposé dans le secteur électrique brésilien, notamment grâce à des travaux de recherche portant sur l’analyse des performances des PMU, visant à améliorer les performances des applications synchrophasoriques au Brésil. Dans ce domaine technologique, des essais de référence ont été réalisés sur des PMU de différents fabricants, afin d’accompagner l’ONS et les gestionnaires de réseau du secteur électrique brésilien en ce qui concerne la qualité des équipements destinés à être utilisés dans leurs projets. En particulier, le LabPMU dispose de deux outils complémentaires : un calibrateur de PMU, programmé pour effectuer tous les essais conformément à la norme C37.118.1, et un simulateur numérique en temps réel, l’OPAL5600, qui permet des simulations en boucle fermée («Simulation HIL » – HIL). À notre connaissance, cette configuration spécifique du laboratoire de mesure des synchrophasors est unique au monde. Cette présentation mettra en évidence la synergie existant entre ces deux outils, innovants à l’échelle mondiale. Elle s’appuie sur la vérification des performances des PMU à l’aide du calibrateur, puis sur la simulation d’événements électriques dans le simulateur OPAL5600 incluant les PMU. Grâce à cette méthodologie, il sera démontré que le comportement des PMU, mis en évidence lors des essais réalisés à l’aide du calibrateur de PMU, peut avoir des conséquences lorsque ces unités sont installées dans les réseaux électriques. La nécessité de vérifier la configuration correcte à charger dans le PMU sera soulignée. Cette méthodologie innovante démontre qu’il est possible de prédire le comportement des PMU dans un réseau électrique à partir des résultats obtenus lors d’essais en laboratoire préalables.