Thèse soutenue

Intégration au réseau de disjoncteurs à courant continu hybrides pour des protections sélctives
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Auteur / Autrice : Shafie Rezayi
Direction : Seddik BachaAbdelkrim Benchaib
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance le 16/02/2022
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble) - Equipe de recherche Systèmes et réseaux électriques (Grenoble)
Jury : Président / Présidente : Bertrand Raison
Examinateurs / Examinatrices : Miguel Jimenez Carrizosa
Rapporteurs / Rapporteuses : Hamid Ben Ahmed, Mourad Aït-Ahmed

Résumé

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Le réseau CCHT peut être considéré comme une option alternative au réseau CVC lorsqu'il s'agit de transmettre de l'énergie sur de longues distances. L'utilisation du réseau CCHT permet de réduire les coûts liés aux longues transmissions car il présente moins de pertes que le réseau CVC. De plus, différentes sources d'énergie renouvelable ainsi que des zones de consommation peuvent être connectées via le réseau CCHT. Différents défis apparaissent dans le cadre du réseau CCHT, notamment en ce qui concerne les technologies CCHT. L'un des principaux défis est la protection du réseaux CCHT. Les défauts imposent de grandes contraintes technologiques et fonctionnelles au réseau CCHT. Le courant de défaut peut atteindre des dizaines de kiloampères en un court intervalle de temps. Afin de protéger l'équipement, d'assurer la stabilité du réseau HVDC et de couper le courant de défaut, des stratégies appelées 'fault clearing strategies' (FCS) sont étudiées dans cette thèse. En conséquence, un disjoncteur DC (DCCB) approprié doit être sélectionné pour couper le courant de défaut. Dans la stratégie FCS totalement sélective, l'idée est d'isoler uniquement la ligne ou le câble où le défaut s'est produit afin que le flux de puissance puisse être maintenu dans la partie saine du réseau DC. L'objectif de la thèse est d'identifier les principaux défis de l'application de la FCS totalement sélective dans le réseau HVDC en prenant en compte les technologies utilisées dans le réseau ainsi que de présenter les méthodes pour faire face à ces défis. La thèse se compose de trois parties. Dans la PARTIE I, une introduction au réseau HVDC, aux DCCBs et aux stratégies de protection est présentée et les considérations pour la thèse sont fournies. La PARTIE II se consacre aux défis liés à la FCS totalement sélective en considérant les composants utilisés dans le réseau HVDC. La PARTIE II est divisée en trois chapitres, chacun d'entre eux étant consacré à un défi spécifique. Le CHAPITRE I étudie les différents modes de fonctionnement des DCCB et leur impact sur la stratégie de protection et le dimensionnement des DCCB. Dans le CHAPITRE II, la stratégie de protection pour les défauts entre les inductances et les DCCB, et l'impact de la localisation des défauts sur le dimensionnement des inductances et la topologie des DCCB sont étudiés. Ensuite, les configurations possibles pour l'architecture des inductances et des DCCB sont présentées. De plus, l'analyse du coût des inductances et de la topologie du DCCB est présentée. Dans le CHAPITRE III, une méthode est présentée pour calculer le courant de défaut. Cette méthode est ensuite utilisée pour optimiser le dimensionnement des inductances en tenant compte des contraintes liées aux composants et à la stratégie de protection. Dans la PARTIE III, les défis liés au contrôle du convertisseur modulaire multiniveaux après l'apparition d'un défaut sont étudiés.