RT23 | Co-simulation en temps réel répartie géographiquement pour soutenir l'exploitation du réseau électrique interconnecté brésilien

Ces dernières années, les solutions permettant d’exploiter et d’intégrer, en temps réel, plusieurs sites de simulateurs de réseaux électriques se sont rapidement multipliées. Cette évolution s’explique par plusieurs facteurs, notamment : (1) la modélisation de grands réseaux électriques dans différents domaines ; (2) la représentation des réseaux de production, de transport et de distribution dans un même cadre de simulation ; (3) la pénétration croissante des équipements basés sur l’électronique de puissance et des sources d’ Énergie s renouvelables. En ce sens, la simulation coopérative en temps réel, destinée aux applications dans les réseaux électriques, s’est développée dans le cadre d’études portant sur la production décentralisée, les ressources renouvelables et les évaluations de performances dans les « réseaux intelligents » (« smart grids ») ou les « réseaux de distribution intelligents » («micro-réseau »). Cette technique, associée à l’intégration de simulateurs géographiquement dispersés, a pour objectif principal l’utilisation partagée des ressources de modélisation et la représentation mathématique différenciée des systèmes concernés, ainsi que la simulation de systèmes complexes et de grande envergure. Compte tenu des résultats positifs obtenus par l’équipe du Simulateur de systèmes de transport en courant continu (SSCC) de l’ONS dans l’amélioration de l’interface de co-simulation entre les plateformes RTDS et Opal-RT, situées dans le même laboratoire, ainsi que de l’évolution vers l’intégration d’infrastructures distantes, l’ONS a étudié des alternatives d’intégration avec des centres de simulation au Brésil, notamment ceux situés à proximité géographique de ses installations, dans la région métropolitaine de Rio de Janeiro. Par conséquent, le présent travail porte sur les solutions d’infrastructure mises en œuvre pour intégrer les simulateurs Opal-RT du SSCC-ONS et du Laboratoire des sources d’ Énergie s alternatives (LAFAE) de l’Université fédérale de Rio de Janeiro (UFRJ) dans le cadre d’un dispositif de co-simulation en temps réel géographiquement distribué. L’accord de coopération technique conclu entre l’ONS et le LAFAE visait à mettre en place l’infrastructure nécessaire à la co-simulation à distance entre leurs installations, ce qui comprenait, entre autres étapes, l’analyse du type d’interface des composants électriques à adopter compte tenu des caractéristiques des canaux de communication disponibles. Ainsi, lors de la première phase, deux alternatives ont été évaluées : la première envisageait l’utilisation d’un réseau dédié à temps de latence déterministe, et la seconde correspondait à l’utilisation d’un réseau partagé (Ethernet). La phase actuelle des travaux consiste à recenser les solutions d’infrastructure de communication de données éligibles, ainsi qu’à étudier l’adoption éventuelle d’une interface électrique entre simulateurs basée sur un découplage topologique par des composants de réseau à latence, en l’occurrence des lignes de transmission d’une longueur suffisante pour compenser les latences associées au trafic de données sur un canal dédié et/ou un réseau partagé. L’adoption d’un canal de communication dédié, bien qu’elle représente la solution la plus robuste en raison du caractère déterministe des temps de latence dans le trafic de données, se heurte, entre autres difficultés, à la disponibilité du service de la part des fournisseurs locaux et au coût lié à sa souscription. Il a toutefois été démontré que cette solution s’applique très bien au cas de différents simulateurs situés dans la même installation, et que la modélisation EMT traditionnelle basée sur des valeurs instantanées des grandeurs peut même être utilisée. D’autre part, l’adoption d’un réseau partagé de type Ethernet implique de prendre en compte une caractéristique stochastique pour les temps de latence et, par conséquent, l’utilisation probable d’une interface électrique avec sélection de bande de fréquences, ainsi que l’intégration d’un algorithme de gestion des perturbations du réseau. En ce sens, ce travail présente des résultats avec des mesures de ces temps, obtenus à l’aide d’outils alternatifs aux essais sur site, dans le but d’identifier le modèle d’interface électrique à mettre en œuvre à la suite des travaux d’intégration entre les installations du SSCC-ONS et du LAFAE-UFRJ.