Simulations EMT rapides et en temps réel pour les tests de performance des contrôleurs Simulation HIL et pour l'analyse en ligne de la stabilité transitoire des systèmes électriques à faible inertie à grande échelle

L'augmentation des énergies renouvelables basées sur les onduleurs (IBR), des systèmes de transmission à courant alternatif flexible (FACTS) et des systèmes de courant continu à haute tension (HVDC), associée à la mise hors service des centrales synchrones, réduit considérablement l'inertie dans les réseaux électriques à grande échelle. Les contrôleurs rapides des IBR devraient stabiliser ces systèmes, mais ils sont très sensibles aux transitoires rapides, aux harmoniques et aux déséquilibres du système. Les résultats de la recherche indiquent qu'il n'est pas possible d'évaluer la stabilité transitoire des réseaux électriques étendus équipés d'un nombre important de contrôleurs IBR en se basant uniquement sur des simulations simplifiées de séquences positives. Dans ce contexte, les simulations détaillées de transitoires électromagnétiques (EMT) deviennent essentielles pour l'intégration transparente des sources d'Énergie renouvelables telles que l'énergie éolienne et l'énergie solaire. La capacité d'effectuer des simulations rapides en mode test SIL (SIL) avec des contrôleurs génériques ou à code réel est en effet utile pour déterminer les pires éventualités en un minimum de temps afin de développer le circuit équivalent requis pour la Simulation HIL (HIL) en temps réel afin de tester et d'optimiser les performances du contrôle. Naturellement, la simulation EMT rapide des systèmes électriques à grande échelle deviendra également essentielle pour l'évaluation en ligne de la stabilité transitoire afin d'aider les opérateurs de systèmes, la planification et l'analyse de l'intégration de l'IBR. Cependant, la simulation EMT des réseaux électriques à grande échelle avec des systèmes électroniques de puissance complexes est très gourmande en ressources informatiques. En outre, elle implique la gestion d'une quantité importante de données et l'interfaçage avec les outils de simulation de réseau des modèles de contrôleurs HVDC, FACTS et IBR, qui sont souvent livrés sous forme de codes de boîte noire sans aucune norme d'interopérabilité. Cet article décrit des solutions permettant de réaliser des simulations EMT en temps réel ou quasi réel de réseaux électriques à grande échelle avec une forte pénétration de l'IBR. Les techniques proposées mettent en œuvre une simulation parallèle rapide basée sur des grappes internes d'ordinateurs à haute performance ou des serveurs en nuage.