Processus de modélisation et étude des orages géomagnétiques dans les réseaux électriques : impact sur le réseau de transport d'Hydro-Québec

Ce projet de recherche présente un processus de modélisation complet des effets des courants géomagnétiques induits (GIC) sur le réseau d'Hydro-Québec (HQ) à des fins de planification et d'exploitation. L'avantage de cette méthode est de permettre aux ingénieurs en planification de simuler les effets des orages géomagnétiques sur le réseau d'Hydro-Québec sous différentes conditions et avec différentes contingences et ce, avec des temps de calcul très raisonnables. Cette démarche de modélisation des courants GIC dans les réseaux électriques a été appliquée sur un modèle du réseau d'Hydro-Québec. Un modèle DC équivalent du réseau Hydro-Québec a été réalisé. Une méthode de calcul numérique des tensions DC, à partir d'un champ géoélectrique non uniforme a été développée puis implémentée dans le modèle DC. Les harmoniques et les pertes en puissance réactive des transformateurs saturés ont été déterminés en fonction du courant GIC par un algorithme utilisant une courbe de magnétisation choisie pour représenter les transformateurs d'Hydro-Québec. L'évolution dans le temps de la saturation de chaque transformateur en fonction de son courant GIC efficace a été déterminée par des formules analytiques. Les pertes en puissance réactive des transformateurs saturés sont modélisées dans le réseau PSS/E [1] d'Hydro-Québec comme étant une charge réactive à courant constant localisée à la barre du transformateur correspondant. Finalement, des simulations dans le domaine du temps sont effectuées avec PSS/E en considérant les temps d'établissement de la saturation des transformateurs. Ceci est réalisé en intégrant les résultats du modèle DC et les résultats des calculs analytiques des temps d'établissement de la saturation des transformateurs dans un modèle de charge EMTP qui sera lié au réseau PSS/E via une interface. Grâce à cette méthodologie, différents aspects des effets des courants GIC sur le réseau modèle d'Hydro-Québec ont été étudiés notamment, l'influence des champs géoélectriques uniforme et non uniforme, les pertes en puissance réactive du réseau 735kV comparées à celles du sous réseau de Montréal, les effets sur la tenue en tension ainsi que l'importance des réserves dynamiques de puissance réactive. Ce mémoire présente une nouvelle approche de modélisation des courants GIC dans les réseaux électrique dans une perspective de planification et d'exploitation.