Representation of Type 4 Wind Turbine Generator for Steady State Short-Circuit Calculations

Plusieurs impacts techniques sont associés à l'interconnexion des éoliennes au réseau électrique. Parmi eux, l'augmentation du niveau de court-circuit du réseau ainsi que son impact sur la coordination de protection a longtemps représenté un frein majeur à l'interconnexion de nouvelles centrales éoliennes au réseau, particulièrement pour les réseaux à moyenne tension [1]. Compte tenu de l'intérêt grandissant pour les énergies renouvelables, les logiciels de calcul de court-circuit utilisés à des fins de planification doivent permettre de mieux évaluer l'impact des centrales éoliennes sur le niveau de court-circuit du réseau auquel elles sont connectées. Malheureusement, très peu ont développé des modèles d'éoliennes à couplage électronique direct dans le domaine fréquentiel qui estiment adéquatement leur contribution au courant de défaut. La principale contribution de ce travail de recherche est le développement d'un modèle simple et précis d'éolienne à couplage électronique direct pour les calculs de court-circuit en régime permanent. Le modèle développé reproduit le comportement réel de l'éolienne en cas de défaut en modélisant adéquatement l'effet du convertisseur. Les données utilisées pour le modèle sont facilement accessibles aux ingénieurs de planification. L'autre contribution de ce travail de recherche est le développement d'un algorithme de court-circuit adapté pour prendre en charge le modèle d'éoliennes à couplage électronique direct proposé. Un algorithme de court-circuit basé sur l'analyse-nodale-augmentée modifiée (MANA) est résolu de manière itérative. L'algorithme est implémenté avec succès dans CYME, un logiciel commercial d'analyse des réseaux. Il permet de reproduire la contribution de l'éolienne au courant de défaut du réseau, y compris pour des réseaux complexes et débalancés. L'étude détaillée du comportement d'une éolienne à couplage électronique direct à l'aide du logiciel de transitoire électromagnétique EMTP-RV démontre que le modèle proposé reproduit fidèlement le comportement réel de l'éolienne en court-circuit. Le modèle proposé est ensuite implémenté dans le logiciel CYME 7.0 et validé pour différents scénarios en utilisant le réseau de distribution 25 kV de Fortis Alberta. La contribution au courant de défaut obtenue à partir du modèle proposé est comparée à celle obtenue à partir des modèles actuels de CYME.