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Le module d'analyse des éoliennes d'ETAP propose deux approches pour l'étude des systèmes de production éolienne, associées aux capacités d'analyse du réseau et aux scénarios de simulation adaptés :
Les planificateurs de réseaux peuvent représenter un parc éolien par un modèle mathématique équivalent à une seule machine afin d'évaluer l'impact de la pénétration de l'énergie éolienne sur le réseau en tenant compte de la variabilité du vent.
Le comportement dynamique du réseau peut être étudié en faisant varier la vitesse du vent (rafales, variations progressives), en déclenchant le parc éolien ou en simulant des défauts sur une éolienne ou sur les jeux de barres raccordés au réseau. Les résultats des études permettent d'évaluer le niveau de vulnérabilité du réseau en fonction de l'augmentation du taux de pénétration de l'énergie éolienne et des incertitudes liées à sa production. Des actions définies par l'utilisateur peuvent être ajoutées afin de simuler les variations du rétablissement transitoire des éoliennes et du réseau, ainsi que le fonctionnement des relais de protection. Le module permet également de prédire la réponse dynamique de chaque éolienne individuelle.
Le module d'analyse des éoliennes d'ETAP permet de vérifier la conformité au raccordement au réseau, de réaliser des simulations en régime permanent et en régime dynamique de parcs éoliens complets, de dimensionner les réseaux collecteurs, de calculer les niveaux de courant de court-circuit, d'analyser différentes implantations d'éoliennes, d'optimiser les paramètres de contrôle, de sélectionner et d'implanter les dispositifs de protection, et bien plus encore.
Deux grands groupes industriels œuvrent actuellement au développement de modèles génériques destinés aux simulations des réseaux électriques intégrant des éoliennes : la Renewable Energy Modeling Task Force (REMTF) du Western Electricity Coordinating Council (WECC) et le Comité Technique (TC) 88, Groupe de Travail (WG) 27 de la Commission Électrotechnique Internationale (IEC).
De manière générale, les technologies les plus commercialisées et installées aujourd'hui, tant aux États-Unis qu'à l'international, sont les éoliennes de types 3 et 4. La plupart des principaux fabricants proposent l'une ou les deux de ces technologies. Toutefois, un grand nombre d'éoliennes de types 1 et 2 sont encore en service dans le monde, ce qui rend leur modélisation tout aussi essentielle. Certains fabricants continuent également de proposer des éoliennes de types 1 et 2.
ETAP intègre des modèles d'éoliennes développés par le WECC Modeling & Validation Working Group et le Groupe de Travail du Comité Technique de l'IEC. Ces modèles ont été conçus pour analyser l'impact des grands parcs éoliens sur la stabilité du réseau lorsqu'ils sont raccordés en un point unique. Des simulations dynamiques ont été réalisées à l'aide de ces modèles, puis comparées aux résultats obtenus avec des modèles d'ordre supérieur utilisés dans les représentations spécifiques aux fabricants pour la modélisation des systèmes de conversion aérodynamique et de la chaîne de transmission mécanique.
Cette éolienne est équipée d'un système de régulation du pas des pales et entraîne une génératrice asynchrone à cage d'écureuil directement raccordée au réseau. Le modèle générique comprend un modèle de génératrice, un modèle de chaîne de transmission mécanique et un régulateur du pas des pales.
Cette éolienne fonctionne avec un glissement variable. Elle utilise une génératrice asynchrone à rotor bobiné dont les enroulements du rotor sont raccordés à des bagues collectrices et des balais. Une résistance externe du rotor est pilotée électroniquement afin de modifier de manière dynamique les caractéristiques couple-vitesse de la machine. Le modèle générique comprend un modèle de génératrice, un contrôleur de résistance externe, un modèle de chaîne de transmission mécanique et un régulateur du pas des pales.
Cette éolienne utilise une génératrice asynchrone à double alimentation (DFIG), également appelée technologie à conversion partielle. Elle est équipée d'un système de régulation du pas des pales et d'une génératrice à rotor bobiné associée à un convertisseur AC/DC/AC connecté entre les bornes du rotor et le réseau. Les enroulements du stator sont directement raccordés au réseau. Le convertisseur de puissance du circuit rotorique permet un contrôle indépendant du couple et du flux de la génératrice, assurant une régulation rapide des puissances active et réactive sur une large plage de vitesses de fonctionnement.
Cette éolienne est équipée d'un système de régulation du pas des pales et d'un convertisseur de puissance AC/DC/AC assurant le traitement de la totalité de la puissance produite par la génératrice. Celle-ci peut être de type asynchrone ou synchrone. Le convertisseur permet un contrôle indépendant des courants des axes direct et en quadrature au point de raccordement au réseau, assurant une régulation rapide des puissances active et réactive sur une large plage de vitesses de fonctionnement.
Cette présentation explore l’intégration d’une éolienne (WTG) et d’un système de stockage par batteries (BESS) dans un FPSO afin de réduire les émissions de carbone. Elle aborde les défis techniques et opérationnels liés à cette intégration, notamment l’équilibrage des charges, l’intermittence de l’énergie éolienne, la coordination des protections et le maintien de la fiabilité du système.À l’aide de simulations réalisées avec HOMERPRO, ETAP et PSCAD, l’étude valide la faisabilité technique de la solution proposée et met en évidence le potentiel des énergies renouvelables pour réduire l’empreinte carbone des FPSO tout en garantissant des performances sûres et fiables.
An overview of wind farm modeling and simulation using the ETAP Renewable module.
The challenges of directional protection of a wind farm collector are presented in this webinar. ETAP StarZ™ Protection & Coordination module is utilized to set and analyze protection of wind power plant collectors.
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