| Titre : |
Simulation of HVDC-lines in ATP-EMTP |
| Type de document : |
Travail de fin d'études |
| Auteurs : |
Pierre-François Withoeck, Auteur ; Harald Wehrend, ; Franky De Bruyne |
| Editeur : |
ECAM |
| Année de publication : |
2017 |
| Note générale : |
FACHHOCHSCHULE KIEL |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Index. décimale : |
TFE - Electromécanique |
| Résumé : |
The global change in energy policies through the introduction of mostly decentralized renewable energies, the liberalization of electricity markets in Europe, and the extension of cities and electricity needs, invited engineers to rethink the transmission of electricity which were up to now constrained by the technological limitations inherent in the use of high-voltage alternative current (HV-AC) by reconsidering the technology of high-voltage DC (HVDC) almost abandoned till about sixty year ago. Indeed, HVDC has many technological advantages, for example: the absence of skin effect, the absence of capacitive reactance, the absence of need for synchronization, etc. The improvement of power electronics has also made HVDC a leap forward and made it easier to integrate. In its development plans, Europe - and particularly Germany as part of this work - plans to establish an HVDC supra-network which should help to curb and balance the fluctuations in production and consumption. The idea is to transport, with small losses, the locally excess energy to a geographically distant area where it will be consumed or stored in the form of pumping-turbines, for example. In this context, the student, future electrical engineer must know the different technologies related to HVDC as well as understand how to manage the flow of energy in transit. The aim of this work is to highlight the state of the art and to explain the different existing technologies. Secondly, a pedagogical tool is developed under the ATP-EMTP platform (Alternative Transients Program - Electromagnetic Transients Program, it is a free software specializing in transient analysis) and aims to demonstrate the management of energy flows, in the form of a laboratory for master students focused in power systems. Keywords: HVDC, simulation, ATP-EMTP, power electronics. Le changement mondial des politiques énergétiques par l’introduction des énergies renouvelables en grande partie décentralisée ainsi que l’extension des villes et la consommation croissante d’électricité, ont invité les ingénieurs à repenser le transport de l’électricité jusqu’alors contraints par les limites technologiques inhérentes à l’usage de la haute tension à courant alternatif (HV-AC) en reconsidérant la technologie de la haute tension à courant continu (HVDC) quasi abandonnée jusqu’il y a une soixantaine d’années. En effet, l’HVDC présente de nombreux avantages technologiques, par exemple : l’absence d’effet de peau, une réactance capacitive nulle, l’absence de synchronisation, … L’amélioration de l’électronique de puissance a également permis un bond en avant à la technologie HVDC et en a permis une intégration plus aisée. Dans ses plans de développements, l’Europe - et plus particulièrement l’Allemagne dans le cadre de ce travail- prévoit de se doter d’un supra-réseaux HVDC qui devrait permettre d’aider à juguler et équilibrer les fluctuations de production et de consommation. L’idée poursuivie est de transporter, avec peu de pertes, l’énergie excédante localement vers une zone géographiquement éloignée où elle sera consommée ou stockée sous forme de pompage-turbinage par exemple. Dans ce cadre, l’étudiant, futur ingénieur en électricité devra connaître les différentes technologies liées à l’HVDC ainsi que comprendre comment maîtriser la gestion les flux d’énergie en transite. Ce travaille vise dans un premier temps, à mettre en lumière l’état de l’art et expliquer les différentes technologies existantes. Dans un second temps, un outil pédagogique est développé sous la plateforme ATP-EMTP (logiciel libre spécialisé dans l’analyse des transitoires) et vise à démontrer la gestion des flux d’énergie, sous forme d’un laboratoire à destination d’étudiants ingénieur en master suivant l’option « Power System ». |
Simulation of HVDC-lines in ATP-EMTP [Travail de fin d'études] / Pierre-François Withoeck, Auteur ; Harald Wehrend, ; Franky De Bruyne . - ECAM, 2017. FACHHOCHSCHULE KIEL Langues : Anglais ( eng)
| Index. décimale : |
TFE - Electromécanique |
| Résumé : |
The global change in energy policies through the introduction of mostly decentralized renewable energies, the liberalization of electricity markets in Europe, and the extension of cities and electricity needs, invited engineers to rethink the transmission of electricity which were up to now constrained by the technological limitations inherent in the use of high-voltage alternative current (HV-AC) by reconsidering the technology of high-voltage DC (HVDC) almost abandoned till about sixty year ago. Indeed, HVDC has many technological advantages, for example: the absence of skin effect, the absence of capacitive reactance, the absence of need for synchronization, etc. The improvement of power electronics has also made HVDC a leap forward and made it easier to integrate. In its development plans, Europe - and particularly Germany as part of this work - plans to establish an HVDC supra-network which should help to curb and balance the fluctuations in production and consumption. The idea is to transport, with small losses, the locally excess energy to a geographically distant area where it will be consumed or stored in the form of pumping-turbines, for example. In this context, the student, future electrical engineer must know the different technologies related to HVDC as well as understand how to manage the flow of energy in transit. The aim of this work is to highlight the state of the art and to explain the different existing technologies. Secondly, a pedagogical tool is developed under the ATP-EMTP platform (Alternative Transients Program - Electromagnetic Transients Program, it is a free software specializing in transient analysis) and aims to demonstrate the management of energy flows, in the form of a laboratory for master students focused in power systems. Keywords: HVDC, simulation, ATP-EMTP, power electronics. Le changement mondial des politiques énergétiques par l’introduction des énergies renouvelables en grande partie décentralisée ainsi que l’extension des villes et la consommation croissante d’électricité, ont invité les ingénieurs à repenser le transport de l’électricité jusqu’alors contraints par les limites technologiques inhérentes à l’usage de la haute tension à courant alternatif (HV-AC) en reconsidérant la technologie de la haute tension à courant continu (HVDC) quasi abandonnée jusqu’il y a une soixantaine d’années. En effet, l’HVDC présente de nombreux avantages technologiques, par exemple : l’absence d’effet de peau, une réactance capacitive nulle, l’absence de synchronisation, … L’amélioration de l’électronique de puissance a également permis un bond en avant à la technologie HVDC et en a permis une intégration plus aisée. Dans ses plans de développements, l’Europe - et plus particulièrement l’Allemagne dans le cadre de ce travail- prévoit de se doter d’un supra-réseaux HVDC qui devrait permettre d’aider à juguler et équilibrer les fluctuations de production et de consommation. L’idée poursuivie est de transporter, avec peu de pertes, l’énergie excédante localement vers une zone géographiquement éloignée où elle sera consommée ou stockée sous forme de pompage-turbinage par exemple. Dans ce cadre, l’étudiant, futur ingénieur en électricité devra connaître les différentes technologies liées à l’HVDC ainsi que comprendre comment maîtriser la gestion les flux d’énergie en transite. Ce travaille vise dans un premier temps, à mettre en lumière l’état de l’art et expliquer les différentes technologies existantes. Dans un second temps, un outil pédagogique est développé sous la plateforme ATP-EMTP (logiciel libre spécialisé dans l’analyse des transitoires) et vise à démontrer la gestion des flux d’énergie, sous forme d’un laboratoire à destination d’étudiants ingénieur en master suivant l’option « Power System ». |
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