Le laboratoire du DOE développe de nouveaux modèles pour remédier aux défauts des onduleurs et éviter les perturbations du réseau

Selon une étude du laboratoire national d'Oak Ridge, l'analyse du domaine transitoire électromagnétique peut être essentielle pour empêcher les ressources basées sur l'onduleur de se déclencher hors ligne ou de réduire la production.

Des chercheurs du laboratoire national d'Oak Ridge, ou ORNL, dans le Tennessee, explorent un nouveau type de modélisation de système électrique connu sous le nom d'analyse de domaine électromagnétique transitoire, ou EMT, qui pourrait s'avérer essentielle pour résoudre les défauts de ressources basés sur les onduleurs et intégrer davantage de ressources distribuées dans le système. grille évolutive.

En mars, la North American Electric Reliability Corp. a émis une alerte et des recommandations aux générateurs solaires à la suite d'une série de perturbations des ressources basées sur des onduleurs. L'organisme de fiabilité a suivi un nombre croissant de cas où les ressources basées sur l'onduleur se sont arrêtées hors ligne ou ont réduit la production en réponse à des perturbations du réseau géographiquement éloignées.

La NERC a également publié des directives en matière de fiabilité notant que « les simulations EMT sont nécessaires pour identifier et atténuer de manière adéquate les risques liés à la fiabilité du [système d'alimentation en vrac] à l'avenir ».

Les chercheurs de l'ORNL affirment que par rapport à la modélisation traditionnelle, l'analyse EMT peut donner aux opérateurs de réseau une compréhension plus précise des événements de réseau qui se déroulent rapidement. La planification et la gestion du système sont devenues plus compliquées à mesure que de nouveaux types d'équipements électriques sont connectés au réseau, notamment des centrales solaires et éoliennes, des chargeurs de véhicules électriques et des lave-linge et sèche-linge à fréquence variable, selon Suman Debnath, chercheur au laboratoire.

Cette évolution du réseau nécessite de s’éloigner « des outils d’analyse traditionnels qui étaient utilisés pour planifier les études d’interconnexion », a déclaré Debnath dans une interview. "Il sera nécessaire de s'orienter vers l'utilisation de simulations [EMT], qui nécessitent des pas de temps plus petits et qui nécessitent plus de fidélité."

"La réalisation de simulations EMT présente certainement des défis", a ajouté Debnath, notamment comprendre comment valider de nouveaux modèles et étendre l'analyse des onduleurs individuels aux réseaux régionaux. "C'est le cœur de la recherche que nous menons ici."

En collaboration avec Southern California Edison, le laboratoire a intégré de nouveaux modèles et algorithmes dans un outil d'analyse de domaine EMT et a pu reproduire plus tôt cette année un défaut de transmission survenu en 2018 qui a amené une grande centrale solaire à réduire la production du système du service public.

"Le développement d'un modèle haute fidélité aidera les services publics à mieux comprendre la dynamique physique de l'électronique de puissance, améliorant ainsi les performances du réseau et s'alignant sur notre vision future de la modernisation du réseau", a déclaré Md Arifujjaman, ingénieur principal pour l'innovation technologique des réseaux chez Southern California Edison. dans un rapport.

ORNL organisera un atelier les 24 et 25 août à Knoxville, Tennessee, en collaboration avec le ministère de l'Énergie et le NERC, pour partager ses recherches sur la réplication des défauts et sur la manière dont la modélisation EMT peut être utilisée pour les études de planification et d'interconnexion.

"Il faudra qu'il y ait des améliorations des ressources du côté du réseau électrique, et certaines améliorations pourraient avoir lieu au sein de la centrale elle-même", a déclaré Debnath. Une combinaison de ces deux éléments aurait pu empêcher la faille qu’ORNL et Southern California Edison ont pu reproduire grâce à la modélisation.

"Certains services publics et opérateurs de systèmes adoptent actuellement la simulation électromagnétique des transitoires", a déclaré Debnath. Le prochain événement permettra à ORNL de partager ses recherches et d'organiser une discussion sur les défis auxquels les parties prenantes du réseau pourraient être confrontées dans l'utilisation d'une analyse plus complexe.

Les travaux du laboratoire sur ce sujet se poursuivront pendant des années, a-t-il ajouté.

"Je pense que l'une des choses sur lesquelles nous continuons de travailler est de comprendre comment améliorer les capacités de modélisation dans ce domaine et comment améliorer la capacité d'étendre l'analyse", a déclaré Debnath.