Augmentation de la distance de transport de l'énergie offshore par câble sous-marin en basse fréquence

International audienceL'objet de cet article est l'étude d'un réseau de puissance sous-marin fonctionnant en basse fréquence. L'utilisation de la basse fréquence au niveau offshore s'avère un compromis intéressant entre le continu et l'alternatif à 50 ou 60 Hz. En effet, si le courant continu permet le transport de puissance à grandes distances en offshore ; il se heurte à une maturité technologique naissante, notamment en ce qui concerne les protections électriques. Dans un premier temps, une méthode d'analyse de puissance a été développée pour les calculs des distances maximales de connexion. Les résultats de la méthode ont été testés et comparés avec deux modèles de simulation. Plusieurs modèles de câbles ont été pris en compte pour les analyses. Par ailleurs, il est envisagé d'utiliser une fréquence variable pour optimiser les flux de puissance dans un réseau

Fault detection In electrical drives - approach signal

International audience—This article examines the detection of faults in electrical systems, particularly thos using asynchronous machines. First, the process of failure will be characterized, relevant symptoms will be defined and based on those processes and symptoms, a model of those malfunctions will be obtained. second, the development of diagnosis of the machine will be shown. As studies of malfunctions in eletrical systems could only rely on a small amount of experimental data, it has been essential to provide ourselves with simulation tools which allowed us to charecterize the faulty behavior. Fault detection use signal processing techniques in known operating phases (fixed speed)

Comment on “Impact of Load Frequency Dependence on the NDZ and Performance of the SFS Islanding Detection Method”

International audienceWe read with interest an article [1] published in the IEEE Transactions on Industrial Electronics in 2011 and tried to reproduce the results of this article for the needs of our own research. Unfortunately, we were led to think that the load model equations used by the authors contained an inconspicuous but significant mathematical error, leading to erroneous results and conclusion. The present paper brings a correction to some figures and their analysis as well as the paper conclusion. The new results show that the load's frequency dependence has actually no significant impact on the NDZ of the SFS method. Index Terms—Distributed generation (DG), inverter, islanding detection, Sandia frequency shift (SFS)

Stratégie de protection à sélectivité totale pour réseaux MTDC

International audienceLa mise en place de réseaux à courant continu de grande taille en Europe est un objectif plausible dans un futur proche compte tenu de l'évolution du mix énergétique. En effet, de grands sites décentralisés de production d'énergies renouvelables vont progressivement apparaître (ex : fermes éoliennes offshores, centrales de production photovoltaïque, etc.). Avec les convertisseurs de type VSC, il est techniquement possible d'assembler plusieurs liaisons HVDC en une structure en réseau. Ainsi, un tel réseau permettra le transit d'une grande quantité de puissance, de l'ordre de plusieurs gigawatts, en courant continu, entre les différentes stations de conversion qui le composent. La protection d'un tel ouvrage est par conséquent un point critique et indispensable. En effet, en cas de défaut dans la partie à courant continu et au vue des puissances qui transitent, il est primordial de réduire au maximum les conséquences liées à l'apparition de ce défaut. Si plusieurs gigawatts sont échangés dans le réseau à courant continu, il est risqué pour la stabilité du (ou des) réseau(x) AC extérieur(s) de stopper l'ensemble de ce transit. C'est pour cela que des stratégies de protection rapides, efficaces et sélectives doivent être mises en œuvre. Cet article propose une revue des principales contraintes liées à la protection des réseaux à courant continu qui sont intrinsèques au courant continu, des différentes stratégies de protection qui peuvent être appliquées à un tel réseau et des principaux types de disjoncteurs à courant continu. Les différentes durées de fonctionnement de la détection et des disjoncteurs sont à comparer avec le temps critique d'élimination des défauts du réseau MTDC. Mots-clés—Disjoncteur à courant continu HVDC, Plan de protection, Réseau MTDC, Station de conversion, Sélectivité, Temps critique d'élimination des défauts.</p

An Extender Kalman Filter-based Induction Machines Faults Detection

This paper deals with the detection and localization of electrical drives faults, especially those containing induction machines. First, the context of the study is presented and an Extended Kalman Filter is described for induction machines fault detection. Then the modeling procedure under faulty conditions is shown, and the machine diagnosis methods are developed. The proposed diagnosis approach requires only little experimental data, and more importantly it provides efficient simulation tools that allow characterizing faulty behavior.Fault detection uses signal processing techniques in known operating phases (fixed speed), considering and locating malfunctions

Mechanical Fault Detection in Induction Motor Drives through Stator Current Monitoring - Theory and Application Examples

Available from: http://sciyo.com/articles/show/title/mechanical-fault-detection-in-induction-motor-drives-through-stator-current-monitoring-theory-and-apIn a wide variety of industrial applications, an increasing demand exists to improve the reliability and availability of induction motor drives. Common failures occurring in such drives can be classified into electrical and mechanical faults (rotor eccentricity, bearing faults, shaft misalignment, load unbalance, gearbox fault or general failure in the load part of the drive). Mechanical faults are most commonly detected through vibration or noise monitoring, but stator current monitoring is an interesting alternative. Indeed, current sensors are cost-effective, easy to implement, and most drives already contain such sensors for protection and control purposes. However, the effects of mechanical faults on the stator currents are more indirect compared to vibration or noise analysis. This work focuses on various aspects of mechanical fault detection through stator current monitoring, starting from a general theoretical analysis to signal processing methods for fault detection and several application examples

Détection et localisation de défauts pour un système PV

Comme tout processus industriel, un système photovoltaïque peut être soumis, au cours de son fonctionnement, à différents défauts et anomalies conduisant à une baisse de la performance du système et voire à son indisponibilité. Permettre de diagnostiquer finement et de faire de la détection et de localisation de défauts dans une installation PV réduit les coûts de maintenance et surtout augmente la productivité. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons spécifiquement à la détection et la localisation de défauts côté DC du système PV, c'est-à-dire du côté générateur PV. L'objectif de cette thèse est de proposer, en prenant le moins de mesures possibles pour respecter les contraintes économiques, un algorithme pour détecter et localiser des défauts conduisant à une baisse de production. Pour cela, le choix s'est porté sur l'analyse de la caractéristique I-V du générateur PV pour les différents modes de fonctionnement considérés. Cette analyse a conduit à utiliser la méthode d'inférence pour effectuer le diagnostic de l'installation. Cette démarche a été validée par des expérimentations sur site, des simulations temps-réel et hors temps-réel.As every industrial process, a photovoltaic system may subject, during his operation, to various faults and abnormalities leading to a drop of its efficiency up to its unavailability. A precise diagnosis and a fault detection and isolation make it possible to reduce the maintenance costs and above all increase the yield. In this work, a focus has been made on the fault detection and isolation in the DC part of the PV system, it means of the PV array. The goal of this work is to propose, by conducting the less possible measurements to meet the economic constraints, an algorithm to detect an isolate the faults causing a drop in the array yield. To achieve this goal, the analysis of the I-V characteristic has been chosen. This analysis leads to the use of the inference method to conduct the diagnosis of the PV plant. This procedure has been validated by on site experiments, real-time simulations and non real-time simulations.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Protection contre les courts-circuits des réseaux à courant continu de forte puissance

Dans le domaine du transport de l'électricité, les qualités intrinsèques des réseaux alternatifs s'estompent devant la difficulté imposée par le transport de la puissance réactive lorsque les lignes aériennes ou, plus particulièrement, les câbles souterrains ou sous-marins atteignent des longueurs critiques. Dans le cadre des réflexions visant à exploiter au mieux les énergies renouvelables d'origine éolienne off-shore ou hydrolienne, l'hypothèse de la création d'un réseau électrique à haute tension continue pour acheminer ces énergies jusqu'aux centres de consommation est considérée. Ce travail de thèse est en lien avec le projet européen TWENTIES (Transmission system operation with large penetration of Wind and other renewable Electricity sources in Networks by means of innovative Tools and Integrated Energy Solutions, ref 249812), financé dans le cadre du programme FP7 de la Commission Européenne. Ces travaux traitent de la protection des réseaux à courant continu contre les défauts d'isolement dans les câbles et au niveau des jeux de barre. L'étude se concentre sur des réseaux multi-terminaux bouclés et/ou maillés, et propose d'étudier la faisabilité d'un plan de protection comportant un algorithme principal et un secours en cas de défaillance d'un disjoncteur.In the area of power transmission grids, the inherent qualities of alternative current networks fade behind the difficulty imposed by the transmission of the reactive power when overhead lines or, particularly, underground or undersea cables reach critical lengths. As part of thought aimed for operate at best renewable energy resources, namely wind or marine resources, the assumption of the creation of a high voltage direct current power grid to dispatch those energies to the consumption centers is considered. This Ph.D work is linked to the European project TWENTIES (Transmission system operation with large penetration of Wind and other renewable Electricity sources in Networks by means of innovative Tools and Integrated Energy Solutions, ref 249812), funded as a part of the 7th framework program of the European Commission. This work deal with the protection of DC grids against insulation faults occurring in the cables or at a busbar. The study focusses on meshed and/or looped multi-terminal grids, and proposes to study the feasibility of a protection plan including a main protection algorithm and a backup in case of breaker failure.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Les réseaux HVDC multi-terminaux : des défis multiples en génie électrique

National audienceLes systèmes électriques à très haute tension ont besoin d'être renforcés pour faciliter les échanges, maintenir la sécurité de fonctionnement, et raccorder des sources offshore. Certaines limites des réseaux alternatifs apparaissent alors. Les réseaux à courant continu haute tension (HVDC) multiterminaux peuvent être une alternative sous réserve de trouver des solutions aux barrières scientifiques et technologiquesexistantes. Les défis rencontrés sont au coeur du génie électrique, tant au niveau du matériau, du composant que du système. Cetarticle présente les principaux challenges à relever dans le domaine du génie électrique pour rendre possible l'exploitationfiable et sûre des réseaux HVDC.</p

Fault Location in Multi-Terminal HVDC Networks Based on Electromagnetic Time Reversal with Limited Time Reversal

This paper aims at proving the application of the fault location method based on the Electromagnetic Time Reversal (EMTR) to multi-terminal HVDC (MTDC) networks. In particular, the paper integrates the EMTR fault location technique with the protection scheme recently proposed within the EU project TWENTIES. Further, in view of the peculiarity of the fast protection schemes required by HVDC applications, the paper discusses the performances of the EMTR-based fault location technique by using limited time-windows over which the fault-generated electromagnetic transients are time-reversed. The paper also discusses the advantage of the EMTR fault location related to the use of a single observation point to the case of MTDC grids. Indeed, such a peculiarity may represent a major advantage avoiding necessary time synchronization between the MTDC-fault recording stations and might represents, also, a backup protection system. The performances of the proposed method are validated by numerical simulations obtained using the EMTP-RV simulation environment where electromagnetic fault-transients are reproduced with reference to the MTDC benchmark network of the project TWENTIES