The Future of High Power Electronics in Transmission and Distribution Power Systems

Auteurs : Colin C Davidson, Guillaume de Préville

Laboratoire : AREVA T&D (Transmission and Distribution – http://www.areva-td.com)

Parution : congrès epe 2009, Barcelona

Intérêt : Revue des structures des convertisseurs d’électronique de puissance pour les futures applications dans le domaine du transport et de la distribution de l’énergie électrique

Résumé :

Le niveau de la haute tension des liaisons à courant continu (HVDC) utilisant des redresseurs-onduleurs à thyristors est amené à augmenter comme le montre la figure 1, reproduite ci-dessous :

 En parallèle au développement de ces liaisons à courant continu, se développent des applications utilisant des onduleurs-redresseurs de tension, VSC-HVDC, pour Voltage-Sourced Converter HVDC.

Dans l’article, sont décrites quelques solutions pour résoudre le problème de la tenue en tension des IGBT, composants commandables à l’ouverture et à la fermeture, qui sont envisagés pour ces applications.

La première solution consiste en la mise en série des composants dans une structure classique dite à ‘’2 niveaux’’.

La deuxième solution consiste à utiliser une structure dite ‘’à trois niveaux avec diode clampée’’.

Une troisième solution consiste à utiliser des onduleurs de tension multi-niveau modulaires.

Un principe est basé sur la mise en série de cellules indépendantes, comme indiqué à la figure 5, reproduite ci-dessous :

 Une autre possibilité est présentée à la figure 6, reproduite ci-dessous :

 Ensuite sont décrites des applications de ces structures d’onduleur de tension, essentiellement le compensateur statique (d’énergie réactive) nommé le ‘’statcom’’.

Critiques-commentaires

• Article généraliste
• Photo d’un arc lors d’un essai à 800 kV d’un redresseur à thyristors
• La problématique de la régulation des tensions flottante n’est pas abordée

Références bibliographiques

[1] Arrillaga J., High Voltage Direct Current Transmission, ISBN 0 85296 941 4.

[2] Flourentzou N., Agelidis G., Demetriades G.D., VSC-Based HVDC Power Tranmission Systems: An

Overview, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol 24, No. 3, March 2009.

[3] Lesnicar A. and Marquardt R.: An innovative modular multi-level converter topology for a wide power range, IEEE Power Tech Conference, Bologna, Italy, June 2003

[4] Knight R.C., Young D.J., Trainer D.R., Relocatable GTO-based Static-Var Compensator for NGC

Substations, CIGRE Session 1998, Paris.