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Voltage support of transmission network from distribution level

Kincic, Slaven (2006). Voltage support of transmission network from distribution level. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans cette thèse, un nouveau concept de support de la tension du réseau électrique est proposé. Ce concept consiste à remplacer les compensateurs statiques traditionnels par des compensateurs de plus petite capacité, localisés au niveau de la distribution. Ses avantages sont mis en évidence. Le concept peut être avantageux surtout dans le cas d'une planification et d'une construction de nouvelles lignes de transmission.

Traditionnellement, la régulation dynamique de la tension de transmission est effectuée avec des compensateurs statiques ou des compensateurs synchrones de grande capacité qui sont installés au niveau de la transmission. Cette étude propose la restructuration de l'infrastructure destinée à la régulation de la tension de transmission et le transfert des compensateurs dynamiques du côté de la transmission (haute tension HT) vers le côté de la distribution (basse tension BT) de façon à ce que les compensateurs agissent seulement sur la tension au niveau de la distribution. Enfin, pour améliorer la fiabilité du système, les compensateurs sont répartis en plusieurs unités de petite taille. Il est démontré que ce concept est bénéfique, et présente des avantages considérables. Ses caractéristiques sont analysées en régime permanent. La faisabilité et la robustesse dans les régimes transitoires sont testées au moyen de nombreuses simulations numériques. Les simulations numériques sont effectuées en temps réel et en temps différé à l'aide du simulateur Hypersim développé par l'Hydro-Québec. L'avantage du simulateur Hypersim réside dans le fait que les simulations dynamiques de longue durée peuvent être exécutées tout en permettant d'analyser à la fois la stabilité transitoire et les phénomènes à long terme. Un autre avantage de ce simulateur, est la disponibilité des modèles détaillés de l'ensemble des composantes d'un réseau électrique. L'analyse en régime permanent et l'analyse conceptuelle sont élaborées en utilisant les diagrammes vectoriels et la théorie des circuits électriques, notamment les lois de courant et de tension de Kirchhoff. Dans l'analyse conceptuelle, cette approche est plus appropriée que celle qui utilise les équations des écoulements de puissance, car les relations entre les courants, les tensions et les chutes de tension sont linéaires plutôt que quadratiques. De plus, les diagrammes vectoriels permettent la visualisation entre les tensions et la chute de tension.

Titre traduit

Support de la tension de transmission par des compensateurs statiques localisés au niveau de la distribution

Résumé traduit

In this thesis a new concept is proposed and developed. The concept is named "Transmission Lines Voltage Support Decentralization". It is shown that, when transmission lines require sustained voltage support, it is more efficient and economically beneficial to provide it on distribution level with large number of smaller sized Static Var Systems (SVS) regulating distribution voltages rather then with fewer large bulk SVS on transmission level regulating transmission voltages.

The benefits of the proposed concept over the traditional voltage support of transmission lines on transmission level with bulk compensators are underlined. The benefits include lower var requirement, lower transformer MVA requirements, possibility of elimination of LTC transformer for load voltage regulation, lower stand by requirements to satisfy N-1 reliability criterion, enhanced reliability and better voltage regulation of distribution buses. These benefits are converted into the dollar value.

The feasibility and reliability of the proposed concept is demonstrated by detailed, dynamic, real time simulations. Simulation studies have shown that the distributed, distribution voltage support units operate harmoniously in recovery after different kinds of the faults including three phase-to-ground faults.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thesis submitted to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the requirem[e]nts for the degree [of] doctor of philosophy". Bibliogr.: f. [191]-197. Ch. 1. Introduction -- Ch. 2. Voltage drop analysis -- Ch. 3. Voltage source converter as a statcom -- Ch. 4. Voltage support by distributed SVS -- Ch. 5. Distrbuted, distribution SVS VS. lumped SVS : an in depth study -- Ch. 6. Reactive power requirements evaluation -phasor appeoach [i.e. approach] -- Ch. 7. Voltage support of radial transmission lines by var compensation on distribution buses -- Ch. 8. Conclusion and future work.
Mots-clés libres: Compensateur, Distribution, Electrique, Ligne, Reseau, Statique, Support, Tension, Transmission, Voltage
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Chandra, Ambrish
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de thèse
Ooi, Boon-Teck
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 30 mars 2011 19:37
Dernière modification: 03 nov. 2016 21:41
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/479

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