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Mise en oeuvre et validation de la méthode des réponses en fréquence à l'arrêt - Standstill Frequency Response (SSFR) - pour trois générateurs synchrones

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2015
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Ce mémoire présente une application de la méthode des réponses en fréquence à l’arrêt ou Standstill Frequency Response (SSFR) pour trois machines synchrones distinctes : une machine de laboratoire de 5.4kVA à rotor lisse, du type turbogénérateur, une machine de laboratoire de 5.4kVA à rotor saillant, du type hydrogénérateur et un grand alternateur de réseau de 95 MVA, du type hydrogénérateur. Cette méthode est détaillée dans la norme IEEE 115-2009 et permet l’identification des paramètres d’un circuit équivalent dq pour des alternateurs synchrones. Ces modèles sont souvent utilisés pour des études de stabilité du réseau électrique. Nous avons adapté l’utilisation de la méthode SFFR pour chaque machine en essayant de réduire le nombre de mesures à réaliser dans le domaine des basses fréquences. Cette modification permet de minimiser la durée des expériences. Une bonne partie du mémoire rappelle les bases théoriques nécessaires à l’utilisation de la méthode SSFR, notamment le développement du modèle dq, la transformation de Park et les différentes fonctions de transfert qui représentent le comportement d’une machine. Par la suite, nous décrivons le protocole expérimental et l’analyse des données pour l’identification des paramètres du modèle pour chaque alternateur. Une validation des paramètres est réalisée en comparant les données expérimentales et les résultats simulés pour plusieurs essais de courts-circuits (triphasés et biphasés), à différents niveaux de courant d’excitation.
This paper presents an application of the well-known Standstill Frequency Response (SSFR) method for three separate synchronous machines: a 5.4kVA round rotor turbogenerator, a 5.4 kVA salient rotor and a large 95 MVA hydrogenerator. This method is detailed in the IEEE 115-2009 standard and allows the identification of the parameters of an equivalent circuit for dq synchronous generators. These models are often used for the grid stability studies. We adapted the SSFR method for each machine in order to reduce the number of measurements to be performed in the low frequency range. This modification reduces the duration of the experiments. The theoretical basis for the use of SSFR method is reviewed carefully, including the development of dq model, Park transformation and different transfer functions that represent the behavior of a machine. Subsequently, we describe the experimental protocol and data analysis for the identification of the model parameters for each generator. A parameter validation is performed by comparing the experimental and simulated results of several short-circuit tests (three-phase and two-phase), at different levels of excitation current.
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Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016
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