RT23 | Mise en œuvre en laboratoire de la protection et du contrôle centralisés selon la norme Simulation HIL

Mise en œuvre en laboratoire de la « Simulation HIL » pour la protection et le contrôle centralisés Les objectifs de décarbonisation entraînent une augmentation constante de la part de la production décentralisée (DG) issue des énergies renouvelables et d’autres ressources d’ Énergie s décentralisées (DER), ce qui pose des défis en matière de protection et d’exploitation des réseaux de distribution. Compte tenu des exigences actuelles des codes de réseau et de la capacité de résistance aux défauts (FRT) des onduleurs de production décentralisée de taille moyenne, les problèmes d’îlotage indésirable et de coordination des protections risquent de se multiplier. Il est donc essentiel de mettre à jour les stratégies de protection et d’ automatisation s afin de garantir la sécurité et la fiabilité du réseau de distribution. INESC TEC, dans le cadre du projet national SCALE (Scalable Centralized Grid Protection, automatisation and Control), a développé et testé de nouvelles fonctions d’ automatisation s et de protection pour les futures sous-stations virtuelles. Le projet SCALE a développé et démontré une plateforme de gestion de réseau ( plateforme ) pour la sous-station de distribution numérique, permettant le contrôle, la surveillance et la protection des réseaux électriques à moyenne tension (MT) de manière centralisée. Les performances des applications de protection virtualisée et d’ automatisation s avancées ont été testées à l’aide de l’infrastructure HIL d’INESC TEC. Le dispositif d’essai consiste en une configuration HIL ( Simulation HIL ) basée sur le système OPAL-RT, au sein de laquelle le modèle d’essai du réseau de distribution et du poste de distribution a été développé, en connexion avec l’unité de protection centralisée (CPC) [Aleixo et al., « Challenges and Considerations for the Design and Implementation of a Centralized Protection and Control Solution for MV Networks », CIRED 2023] et avec des IED conventionnels. Le système OPAL-RT est équipé de deux amplificateurs de puissance linéaires et le dispositif est entièrement conforme à la norme CEI 61850, intégrant les communications de messages CEI 61850-8-1 (Generic Object-Oriented Substation Events, GOOSE) et les échantillons analogiques selon les normes CEI 61850/CEI 61869-9 (valeurs échantillonnées, SV) avec synchronisation via le protocole PTP (Precision Time Protocol), mettant en œuvre un réseau de bus de processus capable de reproduire des situations réelles. Les mesures de tension et de courant, tant réelles que simulées, ainsi que les signaux de protection et de contrôle, ont été échangés conformément à la norme CEI 61850. À l’aide du banc d’essai ainsi constitué, des applications avancées concernant le contrôle automatique de la tension au niveau du poste de distribution, les protections adaptatives pour le réseau MT et l’identification d’îlots involontaires au sein de l’alimentation MT ont été mises en œuvre. Ces applications ont été développées et attribuées à l’unité CPC, interagissant avec les versions virtuelles CPC des IED de protection et de contrôle via le bus de processus conforme à la norme CEI 61850, implémenté dans le poste de distribution du système simulé. Des IED de type « merging unit » (MU) sont utilisés pour interconnecter le CPC et les points de mesure au sein de la sous-station (baie de barres, baies d’alimentation et baies de transformateurs). La configuration mise en œuvre a considérablement favorisé et accéléré le développement et l’application pratique de fonctions avancées pour les réseaux de distribution en exploitant les concepts de virtualisation et de centralisation pour la gestion du réseau MT au sein de la sous-station, répondant ainsi aux exigences de communication basées sur la norme CEI 61850. De plus, l’intégration d’un élément relativement nouveau dans le système de la sous-station, le CPC, susceptible de contenir des applications avancées pour le réseau, ouvre diverses possibilités à explorer à l’avenir, avec de nouvelles recherches dans le domaine important de la protection des réseaux MT. La présentation fournira un aperçu plus détaillé du dispositif d’essai développé à l’INESC TEC, y compris les limites et les avantages d’une telle infrastructure.