Banc d’essais BERTA

Slide thumbnail

BERTA

Banc de test BERTA

BERTA d’OPAL-RT est un banc d’essais sécuritaire, fiable et portable pour régulateurs de vitesse, turbines, régulateurs de tension (AVR) et circuits stabilisateurs de puissance (PSS). Équipé d’un très performant simulateur en temps réel construit sur la plateforme logicielle RT-LAB de renommée mondiale, le banc d’essais BERTA permet de réaliser facilement et précisément, en centrale électrique, des essais sur des alternateurs réels, synchronisés au réseau principal et en mode de production, ou, en laboratoire, sur des régulateurs réels connectés à un alternateur virtuel.

Les modèles et paramètres de modélisation utilisés dans les études de stabilité proviennent souvent d’approximations théoriques basées sur des modèles et valeurs typiques. En s’appuyant sur des données concrètes provenant de résultats d’essais en boucle ouverte et en boucle fermée, la solution BERTA d’OPAL-RT permet d’estimer et de valider avec précision les modèles des régulateurs, turbines et systèmes d’excitation. En sus, les essais en boucle fermée, émulant son comportement en réseau isolé,  permettent de vérifier que l’alternateur à l’essai contribue à la stabilité de fréquence du réseau interconnecté.

En utilisant la fonction “Boucle Fermée”, la solution BERTA d’OPAL-RT permet de bâtir et valider un modèle précis de simulation dynamique de l’alternateur en réseau isolé en une fraction du temps requis par les méthodes et essais traditionnels.

Confiance accrue entre producteurs et opérateurs du réseau de transport

BERTA est l’outil idéal auquel les ingénieurs et techniciens d’automatismes de production peuvent se fier pour réaliser des essais en centrale et en laboratoire.

Producteurs :

  • Ingénieurs d’automatismes de production responsables des ajustements des régulateurs de vitesse, régulateurs de tension et circuits stabilisateurs de puissance;
  • Ingénieurs d’automatismes responsables de la validation des spécifications techniques et de l’homologation appareils de contrôle

Personnel technique impliqué dans la mise en service d’équipement de production ou la réalisation d’essais spécifiques de conformité aux normes d’une autorité de régulation (Ex. : NERC) ou du transporteur (Ex. : Hydro-Québec TransÉnergie, RTE) concernant la validation des modèles et données pour :

  • Les régulateurs de vitesse, les turbines, et les fonctions de contrôle de fréquence-puissance des groupes turbines-alternateurs (Ex. : norme MOD-027 du NERC)
  • Les systèmes d’excitation des groupes turbines-alternateurs et les fonctions de contrôle de la tension et de la puissance réactive d’une centrale (Ex. : norme MOD-026 du NERC)

BERTA : comment ça marche

Le banc d’essais BERTA peut fonctionner selon deux modes.

En mode d’opération « boucle ouverte », une perturbation de forme et amplitude prédéfinies est injectée dans le régulateur (vitesse ou tension) et les divers signaux caractérisant les comportements du régulateur, de la turbine ou de l’excitatrice et de l’alternateur sont observés et enregistrés. Outre les signaux facilement accessibles ou calculés, le simulateur permet d’estimer en temps réel la vitesse de rotation de l’alternateur et la puissance mécanique de la turbine.

En mode d’opération « boucle fermée », une simulation en temps réel du modèle dynamique du rotor permet de calculer un signal d’écart de vitesse résultant du déséquilibre entre la puissance mécanique et une charge virtuelle. Le fait d’injecter ce signal dans le régulateur de vitesse alors que l’alternateur transmet de la puissance au réseau, permet de fermer la boucle de vitesse simulée et d’ainsi émuler l’opération en réseau isolé, même si l’alternateur est de fait synchronisé à un réseau multi-machines. Par mesure de sécurité, ce signal est ajouté au signal de vitesse/fréquence réel de sorte que le régulateur continue de réagir aux perturbations de la fréquence du réseau. Les essais réalisés selon ce mode d’opération permettent d’assurer la stabilité de l’alternateur s’il devait être opéré en réseau isolé et d’améliorer sa contribution à la stabilité du grand réseau auquel il est synchronisé.

s du système.

BERTA : les fonctionnalités

    • Assurer la stabilité de fréquence de l’alternateur à l’essai, en réseau isolé, indépendamment de son mode d’exploitation habituel;
    • Bien paramétrer les régulateurs de tension et circuits stabilisateurs de puissance pour amortir les oscillations naturelles de la puissance électrique;
    • Éviter les interférences entre le régulateur de vitesse et le circuit stabilisateur de puissance, tout en assurant leur contribution à la stabilité du réseau principal;
    • Certifier que les régulateurs de vitesse, les régulateurs de tension et les circuits stabilisateurs de puissance sont conformes aux exigences techniques du producteur et de l’opérateur du réseau de transport.

BERTA : les solutions originales

    • Essais en boucle fermée : ils révèlent souvent des comportements non linéaires non prévus par les simulations réalisées avec des modèles habituels ou non suffisamment validés par de nombreux essais en boucle ouverte;
    • Des modèles dynamiques rapidement disponibles et validés en centrale par comparaison en temps réel avec l’équipement à l’essai;

BERTA est le meilleur outil pour se conformer aux normes MOD-026 et MOD-027 du NERC

Selon ces normes, les producteurs d’électricité doivent remettre à l’opérateur du réseau de transport des modèles validés, par des essais en centrale, de leurs régulateurs de vitesse, turbines, régulateurs de tension et circuits stabilisateurs de puissance.

Article dans Hydro Review

Autres ressources