Caractéristiques de base et fonctions de calcul du logiciel Fonctions et caractéristiques avancées

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1 INGENIERIE ET LOGICIELS POUR RESEAUX ELECTRIQUES Logiciel d analyse de réseaux électriques PowerFactory V14 Caractéristiques de base et fonctions de calcul du logiciel Fonctions et caractéristiques avancées Coordination de la protection * Optimisation des réseaux de distribution *Analyse harmonique * Flux de puissance optimal * Analyse de fiabilité * Estimation d état * Modélisation dynamique (DSL) * Dynamique du système (RMS / EMT) * Démarrage de moteurs * Simulation en temps réel * Stabilité des signaux faibles * Interfaces PowerFactory * Options d installation Rév 1.14/4/2010 TRANSPORT DISTRIBUTION INDUSTRIE PRODUCTION DISTRIBUEE ENERGIE EOLIENNE

2 T a b l e d e s m a t i è r e s Table des matières 1 Introduction Vue générale de PowerFactory Intégration fonctionnelle et applications Concept du logiciel PowerFactory Modèles de réseaux Représentations de réseaux et équipements d énergie Fonctions intégrées de calcul et de modélisation Profils de charge et de production Gestion des données Modèle de données standard V Classement des données dans des dossiers de projets Temps d étude Organisation des données Schémas de réseaux et fonctions graphiques Résultats et rapports Rapports sous forme de texte Rapports sur tableur (vues tabulaires) Rapports dans les schémas de réseaux Gestion des fichiers de résultats Tracés et schémas Caractéristiques supplémentaires Support de formats de données extérieurs Formats de données standard Echange au niveau base de données DIgSILENT (DGS) DPL Langage de Programmation DIgSILENT Modes de fonctionnement de PowerFactory P o w e r F a c t o r y V 1 4 2

3 T a b l e d e s m a t i è r e s 9.1 Mode Fenêtre standard Mode Moteur et mode d exécution hybride Analyse des flux de puissance Analyse des défauts Normes supportées Méthode complète / Défauts multiples Résultats de l analyse des défauts (toutes méthodes) Réduction de réseau Caractéristiques générales Analyse de la stabilité de tension Courbes PV Analyse Q-V Sensibilité du flux de puissance Analyse des contingences Calcul des paramètres de lignes aériennes et de câbles Calcul des paramètres de lignes aériennes Calcul des paramètres de câbles Analyse de réseaux de distribution Analyse des feeders Analyse de réseaux basse tension Modélisation stochastique des charges Optimisation du renforcement de câble Outils de configuration des feeders Fonctions de protection Bibliothèque et fonctionnalité des modèles de protection Sorties et représentations graphiques Protection temporisée contre les surintensités Protection de distance Assistant de coordination de la protection...40 P o w e r F a c t o r y V 1 4 3

4 T a b l e d e s m a t i è r e s 19 Optimisation des réseaux de distribution Placement optimal des condensateurs Optimisation des liaisons ouvertes Fonctions d analyse harmonique Flux de puissance harmonique Analyse de la réponse en fréquence Signaux de commande centralisée Dimensionnement de filtres Flux de puissance optimal Optimisation en courant alternatif (CA) Optimisation en courant continu (CC) Analyse de fiabilité Modèles de défaillances Enumération des états Analyse des effets des défaillances Indices du système et résultats Caractéristiques particulières Flexibilité élevée Traçage de cas individuels Puissants outils de sortie pour la représentation des résultats Contributions aux indices de fiabilité Développement des indices au cours des ans Estimation d états Flexibilité pour la modélisation dynamique (DSL) Dynamique des systèmes d énergie Fonctions générales Fonctions d analyse de stabilité Simulation RMS avec représentation des phases A-B-C Stabilité à long terme Régime transitoire de démarrage de moteurs Transitoires électromagnétiques (EMT) Identification dynamique des paramètres du système...61 P o w e r F a c t o r y V 1 4 4

5 T a b l e d e s m a t i è r e s 25.6 Simulation en temps réel avec PowerFactory Stabilité des signaux faibles Interfaces de PowerFactory Interface DGS Interface OPC Interface de mémoire partagée (Shared Memory) Liaison de PowerFactory avec d autres systèmes Intégration de PowerFactory Intégration PowerFactory - SCADA Interface PowerFactory - Simulation (SIMULINK, etc.) Interfaçage de signaux A/N dans PowerFactory Options d installation de PowerFactory Licence Station de travail pour PowerFactory Licence Serveur pour PowerFactory Vue générale des licences Spécifications d installation Définitions des fonctions et prix de PowerFactory Définitions des fonctions de PowerFactory Prix de PowerFactory L entreprise DIgSILENT Histoire du logiciel DIgSILENT P o w e r F a c t o r y V 1 4 5

6 I n t r o d u c t i o n 1 Introduction DIgSILENT est pionnier depuis plus de 25 ans dans le développement de logiciels pour la modélisation, l analyse et la simulation des réseaux électriques. Les avantages démontrés du logiciel PowerFactory sont son intégration fonctionnelle globale, son application possible à la modélisation des réseaux de production, de transport, de distribution et industriels ainsi qu à l analyse des interactions de ces réseaux. Les réseaux électriques, les processus de planification et les processus de fonctionnement deviennent de plus complexes en raison de la libéralisation du marché, de l expansion des interconnexions et de la production distribuée. Cela augmente les exigences vis-à-vis des outils logiciels en termes de qualité des données, de flexibilité et de facilité d utilisation. Avec PowerFactory Version 14, DIgSILENT marque une nouvelle étape vers l intégration transparente de fonctions de gestion de données et de fonctionnalités complètes dans un environnement multi-utilisateurs. De nouvelles fonctions pour l élaboration et l organisation de schémas de réseaux, scénarios, versions et configurations de fonctionnement ont été ajoutées dans le but d améliorer le confort d utilisation et d analyse. Principales caractéristiques de la Version 14 Environnement d administration de projet mono- et multi-utilisateurs Base de données avec fonctions d archivage des données et d audit Modèles de données à horodatage Gestion de scénarios opérationnels Baselining, gestion des versions et publication de modèles Modélisation intégrée de nœuds et branches, commutateurs et composants Schémas synoptiques intégrés, schémas simplifiés unifilaires et détaillés Outils d analyse rapide des contingences (flux de puissance CA et CC) Dispatching économique sous contrainte des contingences, y compris optimisation des transformateurs déphaseurs en quadrature Modélisation de production d énergie répartie/intégrée Nouveaux modèles pour centrales éoliennes et centrales électriques virtuelles DIgSILENT PowerFactory est la solution la plus économique du marché, du fait que le traitement de données, les capacités de modélisation et la fonctionnalité globale remplacent un ensemble d autres systèmes logiciels, minimisant ainsi les coûts d exécution des projets et les exigences de formation du personnel. La solution PowerFactory tout en un favorise un flux de travail hautement optimisé. DIgSILENT PowerFactory est facile à utiliser et s adapte à tous les besoins classiques d analyse des réseaux d énergie électrique, y compris les applications de pointe dans les nouvelles technologies telles que l énergie éolienne et la production répartie, ainsi que le traitement des très grands systèmes d énergie. Outre la solution autonome, le moteur PowerFactory peut être intégré de manière transparente dans les standards de systèmes ouverts supportant les GIS, DMS et EMS. P o w e r F a c t o r y V 1 4 6

7 I n t r o d u c t i o n Base de données utilisateurs simple/ multiples T et D Industrie Energie éolienne Systèmes PV Rail Réseaux intelligents Gestionnaire de Projet Gestion de versions et publication Comparaison et fusion original et dérivés Cas d étude Temps d étude d Variations temporisées de réseau Scénarios de fonctionnement Bibliothèque de fonctionnement Réseaux de base Etapes d extension d de réseau Etapes d extension d de réseau Représentations graphiques sur grille Schémas généraux SLD simplifié SLD Détaillé Objets de système d énergie Bibliothèques Equipement d énergie Scripts DPL Calcul des paramètres OHL Calcul des paramètres de câble Estimation des paramètres de machines asynchrones Analyse de fiabilité Estimation d état Flux de puissance Flux de puissance CA/CC équilibré /non équilibré Commande de puissance active et puissance réactive Dispatching économique optimal du flux de puissance Radial et maillé phases 1 à 4 Réseaux CA et réseaux CC Analyse des défauts IEC IEC IEEE 141 / ANSI e37.4 G74 Méthode complète Défauts généraux / Défauts multiples Fonctions de protection Simulation de protection Réduction des Réseaux Analyse de contingence Analyse de stabilité de la tension Sensibilités au flux de puissance Analyse des réseaux de distribution Analyse harmonique Commande d ondulation Optimisation des réseaux de distribution Modélisation DSL souple Langage de simulation DigSILENT Simulation quadratique moyenne avec représentation de phase a-b-c- Stabilité à long terme Transitoires de démarrage de moteur Transitoires électromagnétiques Identification des paramètres de système Mémoire partagée Bus de service d entreprise d Simulateur en temps réel Systèmes de facturation GIS Systèmes d information graphique Systèmes d envoi de répartition de prévision de production de charge Autres applications.... Vue générale des caractéristiques intégrées de DIgSILENT PowerFactory v14 P o w e r F a c t o r y V 1 4 7

8 V u e g é n é r a l e d e P o w e r F a c t o r y 2 Vue générale de PowerFactory 2.1 Intégration fonctionnelle et applications Implémenté comme logiciel unique permettant de faire un "tour" rapide de la base de données et de l environnement d exécution Aucune nécessité de recharger des modules ni d actualiser, transférer et convertir des données et des résultats entre différentes applications du programme Concept de modèles d équipements énergétiques à intégration verticale permettant le partage des modèles par toutes les fonctions d analyse Support de la conception et de la simulation de systèmes de transport, distribution et industriels Modélisation et simulation de réseaux électriques ferroviaires Simulation de tous les types de turbines éoliennes et parcs éoliens Modélisation de réseaux intelligentes, y compris centrales électriques virtuelles et production répartie telle que panneaux photovoltaïques, microturbines, stockage par batterie, cogénération, etc. 2.2 Concept du logiciel PowerFactory Concept de base de données unique Optimisation de l organisation des données et des définitions de projet pour l exécution de tout type de calcul, mémorisation de réglages, schémas et options de visualisation ou séquences d opérations logicielles. Pas de gestion compliquée de plusieurs fichiers pour définir les différents aspects d analyse et les flux de travail pour la réalisation de projets. Environnement de base de données intégrant complètement toutes les données nécessaires, telles que celles exigées pour la définition des cas, scénarios, variantes, graphiques unifilaires, sorties, conditions d exécution, options de calcul, graphiques ou modèles définis par l utilisateur. La sauvegarde d un projet inclut tout ce qui est nécessaire pour relancer ultérieurement tous les cas définis. Accès à toutes les données par l intermédiaire d un gestionnaire de données confortable et puissant, un navigateur d objets et différents types de schémas et d assistants. Modèle de données complet et non redondant supportant toutes les fonctions de calcul Rôles des utilisateurs Accès aux informations d utilisateur au moyen d un système de comptes utilisateurs Protection des données par différents types de droits d accès Partage des dossiers entre utilisateurs par un accès en "lecture seule". Ceci est particulièrement utile pour les bibliothèques et les cas de base qui ne doivent être gérés que par du personnel autorisé Fonctionnement multi-utilisateurs et travail en équipe Administration des données par plusieurs utilisateurs avec support des bases de données MS-SQL ou ORACLE P o w e r F a c t o r y V 1 4 8

9 V u e g é n é r a l e d e P o w e r F a c t o r y Support d une gestion de comptes utilisateurs, des droits d accès et du partage des données, avec possibilité de permettre à plusieurs utilisateurs de travailler sur le même projet d une manière coordonnée. Cela démontre le concept de gestion non redondante des données dans PowerFactory. Gestion de l édition de données multi-utilisateurs par définition d un projet de base, de versions de projet et de projets dérivés (projets virtuels). Support de la gestion de versions incluant des fonctions de retour en arrière et de fusion/comparaison. Variantes de réseau, gestion de stades d extension et scénarios opérationnels Support de variantes de réseau avec horodatage. Gestionnaire de variantes pour traitement facile des sous-projets Définition de cas d étude et de scénarios de fonctionnement Activation de stades d extension de réseau en fonction du temps d étude. Cela permet le traitement automatique des composants du système d énergie en fonction de leurs dates de mise en service et de mise hors service. Modèles multi-niveaux Les données qui décrivent des modèles de réseau tels que câbles, machines, charges, transformateurs, etc. sont subdivisées en données d élément et données de type qui pointent vers des bibliothèques. Toutes les données à entrer sont groupées en données de base (données nécessaires pour tous les calculs) et données au niveau d une fonction (données nécessaires seulement pour l exécution de calculs spécifiques). Les données sont simplement entrées sous forme de valeurs physiques plutôt que de valeurs par unité, minimisant ainsi la nécessité d un nouveau calcul manuel et la conversion des données. Vérification des données d entrée, avec messages détaillés d alarme et d erreur Fonctions de calcul intégrées pour machines asynchrones, données de câble et configurations de pylônes Mode par lots, mode Moteur et interfaces Mode Fenêtre totalement interactif selon les dernières normes éprouvées Mode Moteur pour fonctionnement en arrière-plan Diverses caractéristiques de communication pour l échange de données avec d autres applications telles que GIS, SCADA et systèmes de commande en temps réel via OPC, mémoire partagée, DGS (CSV, ODBC), etc. Commutation de fonctionnement hybride entre les modes arrière-plan et fenêtre en fonction des besoins de l utilisateur Echange de données via CIM, PSS/E, UCTE et de nombreux autres formats de fichiers P o w e r F a c t o r y V 1 4 9

10 M o d è l e s d e r é s e a u x 3 Modèles de réseaux 3.1 Représentations de réseaux et équipements d énergie Modèles de réseau Réseaux à courant alternatif (CA) monophasés, diphasés, triphasés et tétraphasés maillés et radiaux Réseaux à courant continu (CC) maillés et radiaux Modélisation de réseaux CA et CC combinés Validité des modèles de la basse tension à l ultra-haute tension Technologies de phase Monophasé avec/sans neutre Diphasé avec/sans neutre Biphasé avec/sans neutre Triphasé avec/sans neutre Sous-stations Modèles de connexion simple à utiliser pour représentation de "nœuds et branches", panneaux de signalisation, blocs de jonction, borniers, barres de serrage, éléments de liaison et jonction. Modèles de sous-stations complexes avec différentes configurations de jeux de barres standard telles que barres uniques et doubles avec/sans disjoncteurs de couplage, barres de dérivation, systèmes de jeux de barres 1½ et configurations flexibles de jeux de barres en fonction des besoins de l utilisateur. Modèles pour tout type de configuration de jeux de barres définie par l utilisateur, incluant des concepts de protection préconfigurés. Générateurs et sources de courant/tension Générateur synchrone et asynchrone Générateur asynchrone à double alimentation Générateur statique (pour photovoltaïque, piles à combustible, énergie éolienne, stockage par batteries, etc.) Réseau externe Source de tension CA Source de courant CA Source de courant CA à deux bornes Charges Modèle général de charge (pour feeders basse tension et moyenne tension) Modèle complexe de charge (pour feeders avec un grand nombre de moteurs asynchrones) Charge basse tension (pouvant être affectée via des sections de lignes et câbles) Compensation de puissance réactive Compensateur statique d énergie réactive (SVC) P o w e r F a c t o r y V

11 M o d è l e s d e r é s e a u x Shunts/filtres (RLC, RL, C, RLCR p, RLCCR p ) Modèles de branches Modèles de lignes aériennes et de câbles (modèles n et modèles à paramètres répartis) Circuits et sous-sections de lignes Données mutuelles, couplages de lignes, géométries de pylônes Transformateur à 2, 2 N enroulements et autotransformateur Transformateur à 3 enroulements, transformateur survolteur Réactance série, condensateur série et impédance générale Modèles à courant continu (CC) Source de tension continue et source de courant continu à 1 borne et 2 bornes Convertisseur continu/continu Couplage CC inductif Dispositifs électroniques de puissance Modèles de convertisseurs à thyristors/diodes Modèles de convertisseurs auto-commutés (convertisseurs VSC) Valve CC (pour réalisation de topologies individuelles de convertisseurs) Démarreurs progressifs Commutateurs et équipements de sous-station Disjoncteurs et sectionneurs Sectionneurs à coupure en charge Commutateurs de charge Commutateurs de mise à la terre Fusibles NEC/NER, dispositifs de mise à la terre Parafoudres Modèles Composites Modèles composites de nœuds, représentant par exemple des sous-stations complexes Modèles composites de branches Bibliothèque de modèles pour le traitement de modèles composites Caractéristiques de paramètres Caractéristiques de temps et caractéristiques discrètes Caractéristiques scalaires, vectorielles et matricielles Références de fichiers et polygones Déclencheurs continus et discrets P o w e r F a c t o r y V

12 M o d è l e s d e r é s e a u x Echelles de fréquence et de temps Régulateurs Régulateurs de station, régulateurs secondaires (SCO), centrales électriques virtuelles Régulateurs de prises, régulateurs de shuntage Schémas et régulateurs définissables par l utilisateur Organisation et groupement Sites, stations, sous-stations, secteurs, zones Feeders, branches, baies Opérateurs, propriétaires Limites Bibliothèque opérationnelle Autres Configurations de fonctionnement de sous-stations Valeurs assignées de disjoncteurs Capacités thermiques Bibliothèque de défauts/contingences Bibliothèque d arrêts de service planifiés Relais de protection avec plus de 30 blocs de fonction de protection de base Bibliothèque de relais spécifique fabricant avec modèles de relais des principaux fabricants Transformateurs de courant (CT), transformateurs de tension (VT) et divers transducteurs de mesure (P, Q, f, etc.) Sources de Fourier, sources d harmoniques, transformée de Fourier rapide (FFT) Horloges, échantillonneurs-bloqueurs, générateurs de bruit d échantillonneurs bloqueurs PowerFactory supporte 500 objets différents pour la définition, l organisation et la mémorisation des définitions de réseau et réglages de projet des utilisateurs. Les objets ci-dessus sont un résumé de ceux qui sont les plus utilisés. 3.2 Fonctions intégrées de calcul et de modélisation PowerFactory apporte un certain nombre de fonctions qui assistent les utilisateurs pour l entrée de données pouvant être issues de fiches techniques ou de catalogues de produits. Non seulement ces fonctions facilitent beaucoup l entrée des données, mais elles fournissent également de précieuses données de sortie et résultats. Identification des paramètres de machines asynchrones Support de deux modes différents d entrée de paramètres : (a) paramètres électriques, et (b) caractéristique couple de glissement/courant Lorsque l on entre des paramètres électriques tels que puissance active nominale, résistance et réactance du stator, réactance de magnétisation, etc., tous les paramètres électriques qui définissent et P o w e r F a c t o r y V

13 M o d è l e s d e r é s e a u x décrivent avec précision la machine asynchrone sont calculés. Cela comprend la détermination de la caractéristique couple/vitesse. L autre définition via la caractéristique couple de glissement/courant nécessite l entrée de données telles que les caractéristiques au point de fonctionnement nominal, le couple au point de démarrage, le couple rotor bloqué et d autres paramètres indiqués dans les manuels ou rapports d essai du fabricant. Cette méthode alternative d entrée de données déterminera ensuite les paramètres électriques de la machine. Calcul des paramètres de lignes aériennes et de câbles Se reporter à la section Profils de charge et de production Les caractéristiques des paramètres de charges et de générateurs peuvent être définies sur une base par élément pour les études paramétriques. Les caractéristiques des paramètres peuvent être imposées pour chaque paramètre d entrée. Elles peuvent dépendre du temps, se référer à des cas discrets prédéfinis ou provenir de sources extérieures. Toutes les données de fonctionnement (schémas de production et de demande, positions de commutation, etc.) peuvent être sauvegardées et conservées dans des scénarios de fonctionnement distincts. P o w e r F a c t o r y V

14 G e s t i o n d e s d o n n é e s 4 Gestion des données 4.1 Modèle de données standard V Classement des données dans des dossiers de projets Toutes les données nécessaires pour la modélisation de réseaux, l organisation de projets et l exécution de projets sont classées dans les dossiers de projets. Les données de projets sont structurées en Bibliothèques, Modèles de réseaux, Scénarios de fonctionnement et Cas d Etude. Bibliothèques Les bibliothèques contiennent les types d équipement, les informations particulières de fonctionnement, les scripts DPL et les modèles définis par l utilisateur. La Bibliothèque de type d équipement peut stocker des données de fabricant et des données standard pour les câbles, conducteurs, disjoncteurs, transformateurs, moteurs, générateurs, dispositifs de protection, panneaux photovoltaïques, convertisseurs, turbines éoliennes, etc. Les Bibliothèques de données de fonctionnement aident à organiser les réglages standard et les structures de fonctionnement des réseaux. Les entrées typiques comprennent les limites de puissance réactive (Mvar) et courbes de capacité spécifiques du réseau, les arrêts de service, les conditions et séquences de défaut, les capacités thermiques spécifiques, les configurations de fonctionnement, etc. Modèles de réseaux Toutes les données de réseaux sont organisées et stockées dans différents dossiers, tels que les dossiers de réseau et de secteur, les dossiers de limites, circuits, feeders, tracés, zones, etc. Traitement complet de la topologie de réseau définissant : les nœuds, sous-stations, sites, limites, circuits, tracés, opérateurs et propriétaires. Les informations graphiques telles que schémas synoptiques, schémas unifilaires simplifiés et schémas unifilaires détaillés sont organisées automatiquement dans un dossier de schémas séparé. Les variantes de réseau sont liées aux données du réseau d origine, permettant une gestion non redondante des variantes de réseau. Traitement facile et non redondant des alternatives d extension de réseau. Les extensions planifiées de réseau sont organisées en niveaux d extension horodatés qui sont pris en considération en fonction du temps d étude sélectionné. Les niveaux d extension sont mémorisés en variantes et traités par le gestionnaire de variantes. En d autres termes, les variantes peuvent être vues comme des plans d extension composés de différents niveaux qui sont activés par ordre chronologique. Scénarios de fonctionnement Définition des conditions de fonctionnement et de dispatching, de la charge du réseau, de la température ambiante, du schéma de variation journalière de charge, etc. Organisation des caractéristiques de génération de plages de valeurs telles que courbes de charge quotidienne, dépendances vis-à-vis de la température, conditions de vent, schéma de rayonnement solaire, etc. Définition des déclenchements pour une sélection facile de certaines conditions à analyser Comparaison de scénarios de fonctionnement Cas d étude P o w e r F a c t o r y V

15 G e s t i o n d e s d o n n é e s Les configurations de réseau, conditions de fonctionnement, réglages de déclenchements, options de calcul, séquences de défaut, résultats et scripts DPL à exécuter sont tous stockés sous la forme de cas d étude Les cas d étude peuvent être activés de façon à reproduire toute condition de réseau et ses résultats de calcul associés Temps d étude PowerFactory V14 étend la modélisation de réseau dans la dimension temps. Le modèle peut couvrir une période de plusieurs mois ou plusieurs années en prenant en considération les extensions de réseau, les arrêts de service planifiés et les autres événements. La période de validité d un projet définit donc la durée de validité du modèle. Le temps d étude détermine automatiquement quels niveaux d extension d une variante seront pris en considération. La sélection du temps d étude avec les conditions de fonctionnement crée automatiquement des scénarios d extension de réseau. 4.2 Organisation des données Il se produit une utilisation simultanée de données de réseau quand deux parties différentes travaillent sur le même projet. Ce genre de situation a lieu le plus fréquemment dans les grandes sociétés où les capacités de travail en équipe au niveau logiciel sont une exigence fondamentale. Gestion des versions Les versions de projet constituent un instantané d un projet à un instant précis Les versions de projet sont entièrement gérées par l intermédiaire des droits de propriété. Les fonctions de retour en arrière permettent une annulation contrôlée de l exécution d un projet, c est-à-dire un "retour en arrière" à un stade précis du projet. Fonctions de rapport pour des projets dérivés, dépendants d une certaine version. Projets dérivés Les projets maîtres peuvent être publiés dans une zone publique de la base de données. Les projets dérivés sont des copies "virtuelles" d une version d un projet maître pouvant être développée simultanément par un nombre quelconque d utilisateurs. Seules les différences avec la version d origine sont enregistrées. Les projets dérivés sont toujours liés à leur projet maître d origine. Les utilisateurs sont automatiquement informés de l existence d une nouvelle version de leur projet maître. Il existe des outils complets pour fusionner plusieurs projets dérivés et/ou leurs versions en un nouveau projet au moyen de l outil de fusion. Cela permet la consolidation de modifications indépendantes et parallèles introduites par différents utilisateurs. P o w e r F a c t o r y V

16 S c h é m a s d e r é s e a u x e t f o n c t i o n s g r a p h i q u e s 5 Schémas de réseaux et fonctions graphiques Catégories de schémas de réseaux Schémas unifilaires simplifiés avec diverses options pour une vue schématique de la topologie d une sous-station et des états de commutation Schémas unifilaires détaillés montrant tous les commutateurs (disjoncteurs et sectionneurs) Schémas synoptiques intelligents donnant une représentation par nœuds et branches du réseau. La représentation peut être schématique, géographique ou semi-géographique. Caractéristiques Générales Possibilité de représentations mixtes de schémas unifilaires détaillés, schémas unifilaires simplifiés, et schémas synoptique. Accès aux menus d édition des équipements dans le schéma unifilaire par sélection avec le curseur de l élément, de la région ou du modèle composite correspondant. Zoom avant ou zoom arrière sur réseaux sectoriels ou graphiques de modèles composites Lancement des événements de calcul directement dans l environnement graphique, y compris la commutation de disjoncteurs, l implémentation de défauts et d autres modifications de données. Option d affichage immédiat d une activité d édition au niveau graphique. Affichage immédiat de tous les résultats de calcul dans des champs de résultats sur les schémas unifilaires. Toutes les variables de programme et signaux peuvent être affichés selon une définition d utilisateur très souple pour différentes catégories d objets et fonctions d analyse. Affichage de tout résultat de calcul à définir à différents niveaux fonctionnels et catégories pour un objet quelconque. Insertion d affichages de résultats librement configurables. Possibilité d édition de graphiques auxiliaires pour améliorer la documentation. Exécution d opérations de copier/coller sur des objets uniques et des groupes Visualisation et exploitation de plusieurs fenêtres graphiques avec différentes couches et sections de réseau simultanément. Utilisation simultanée de plusieurs représentations graphiques sur le même système. Etalement de schémas de grande taille sur plusieurs pages. Support de couches graphiques prédéfinies et définies par l utilisateur. Placement d icônes définissables par l utilisateur comme boutons pour l exécution de scripts DPL. De cette manière, les utilisateurs peuvent créer des panneaux personnalisés de commandes lancées par script DPL fréquemment utilisées. Colorisation des schémas de réseaux Différents modes de colorisation selon des critères topologiques tels que secteurs, zones, propriétaires, opérateurs, tracés, connectivité de station, état d excitation, limites/secteurs intérieurs, réseaux isolés, etc. Options de colorisation pour afficher les niveaux de tension, la charge des équipements et les plages de fonctionnement. Définition de colorisation basée sur la catégorie d équipent CA/CC et la technologie de phase. P o w e r F a c t o r y V

17 S c h é m a s d e r é s e a u x e t f o n c t i o n s g r a p h i q u e s Affichage des modifications et variantes de réseau, enregistrement des modifications de niveaux d extension, connexions de réseau manquantes Colorisation de feeders et définitions de trajets Filtres définis par l utilisateur, basés sur des équations complexes ou des scripts DPL. Symboles définissables par l utilisateur Support de symboles définissables par l utilisateur, basés sur des formats graphiques standard (.wmf,.bmp). Utilisez par exemple vos propres symboles pour les turbines d éolienne, les panneaux photovoltaïques, les unités hydrauliques, etc. Définition de représentations graphiques spécifique pour les transformateurs, shunts, disjoncteurs, isolateurs pour s adapter aux besoins individuels. Graphiques Composites Les éléments peuvent être réunis en groupes et stockés en tant que graphiques composites. Les applications typiques sont les agencements de jeux de barres standard, les configurations de panneau de commutation, les structures CCHT, les panneaux photovoltaïques, les configurations typiques de turbine d éolienne ou les parcs éoliens complets. Les graphiques composites peuvent être facilement traités par le gestionnaire de modèles. Les modèles peuvent être remplis avec des données de type et d élément. Pour dessiner des graphiques composites, on utilise le gestionnaire de modèles sous la forme d une boîte à outils de dessin. Instruments virtuels DIgSILENT PowerFactory applique le concept des instruments virtuels (VI) comme outil d affichage de tout résultat calculé ou variable. Les résultats peuvent être affichés sous la forme de graphiques en barres, de courbes définies par points ou même de tableaux de valeurs, toutes ces représentations étant complètement définissables par l utilisateur. Les VI sont utilisées pour afficher des courbes de protection, des résultats d analyse harmonique ou pour visualiser des variables électriques de tout point du schéma unifilaire et de toute variable du modèle lors de simulation RMS ou EMT. De nombreuses VI offrent des fonctionnalités supplémentaires intégrées telles qu étiquetage et mesure de courbes, mise à l échelle, adaptation de courbes, fonctions de filtrage et de numérisation. Instruments virtuels typiques disponibles Tracés x-t et x-y, schémas en barres, schémas de distorsion harmonique Schémas surintensité-temps, schémas distance-temps, schémas vectoriels, schémas de trajets Schémas de chute de tension, schémas de formes d onde Schémas de valeurs propres, schémas de phaseurs Graphiques en mode point, boutons, boutons de commande DPL, affichage numérique Schémas de numérisation de courbes Etiquettes de texte P o w e r F a c t o r y V

18 R é s u l t a t s e t r a p p o r t s 6 Résultats et rapports 6.1 Rapports sous forme de texte Rapports automatiques pour les résultats de calcul, tels que flux de puissance, courts-circuits, calculs d harmoniques, analyses de contingences, analyses de fiabilité, etc. Nombreux rapports prédéfinis pour toutes les fonctions-clés de calcul Souplesse de sélection des éléments pour les rapports Les rapports peuvent être configurés par l utilisateur, p. ex. formatage définissable par l utilisateur Rapports automatiques pour la documentation des composants du réseau tels que transformateurs, lignes, générateurs, réglages des relais, etc. Souplesse de sélection des composants du réseau pour la documentation Souplesse de sélection des modules de calcul, p. ex. rapports limités aux données d entrée nécessaires pour flux de puissances et courts-circuits 6.2 Rapports sur tableur (vues tabulaires) Nombreux rapports prédéfinis sur tableur pour toutes les fonctions-clés de calcul via des "pages de données flexibles" Assemblage définissable par l utilisateur de "pages de données flexibles". Visualisation tabulaire de toute combinaison de paramètres d entrée/résultats de calcul Plusieurs définitions de "pages de données flexibles" peuvent exister simultanément Sélection de variables indépendantes pour chaque calcul Fonctions de tri pour vues tabulaires Résumés statistiques automatiques pour les valeurs dans les tableaux Filtres flexibles pour la sélection d éléments pour sortie Fonctions de sortie vers : fenêtre de sortie, Presse-papiers et Presse-papiers avec en-têtes de colonnes pour utilisation dans des tableurs tels que MS Excel 6.3 Rapports dans les schémas de réseaux Concept de "fenêtres de résultats" dans les schémas de réseaux pour la souplesse d affichage de tout paramètre d élément/type et de tout résultat de calcul Format de "fenêtre de résultats" facile à configurer tant au niveau composant qu au niveau calcul 6.4 Gestion des fichiers de résultats Les résultats des calculs les plus complexes peuvent être stockés dans des "fichiers de résultats", des résultats de stabilité transitoire, d analyses harmoniques, d analyses de contingences, etc. Permet une configuration facile des sorties (tracés, rapports, etc. ) Fichiers disponibles pour post-traitement par DPL P o w e r F a c t o r y V

19 R é s u l t a t s e t r a p p o r t s Fonctionnalité d exportation pour exportation des données de résultats vers : - Fenêtre de sortie - Presse-papiers (compatible avec les tableurs tels que MS EXCEL) - Fichier texte (compatible avec les tableurs tels que MS EXCEL) - COMTRADE (pour données transitoires) - Fichier de mesure PowerFactory (ASCII) 6.5 Tracés et schémas DIgSILENT PowerFactory applique le concept des instruments virtuels (VI) comme outil de visualisation des résultats de calculs sous formes de tracés et schémas. Les VI sont utilisés pour afficher (par exemple) : - résultats de simulations RMS et EMT (variable/signal de surveillance quelconque présélectionnés) - Configurations et résultats de protection (schémas R-X, schémas temps-distance automatiques, caractéristiques de relais, etc.) - résultats d analyses harmoniques De nombreuses VI offrent des fonctionnalités supplémentaires intégrées telles qu étiquetage et mesure de courbes, mise à l échelle, adaptation de courbes, fonctions de filtrage et de numérisation. Liste sélectionnée des instruments virtuels les plus courants : Tracés pour résultats de simulation - Variables/signaux surveillés dans le temps - Trajectoires Harmoniques Protection - Schémas de distorsion harmonique - Schémas FFT - Tracés de formes d onde - Schémas temps-surintensité - Schémas temps-distance - Schéma de caractéristiques de relais Schémas supplémentaires pour résultats de flux de puissance, courts-circuits, harmoniques, etc. : - Schémas en barres - Schémas vectoriels - Schémas de trajet - Schémas x-y Schémas de chute de tension Calcul de valeurs propres - Schéma de valeurs propres - Schémas de phaseurs et schémas en barres (contrôlabilité, observabilité, participation) VI de mesure - Affichage numérique - Appareil de mesure (échelles verticale/horizontale) - Combinaison des deux P o w e r F a c t o r y V

20 R é s u l t a t s e t r a p p o r t s Fenêtre d image pour affichage des fichiers graphiques. Les formats de fichier acceptés sont : - Windows metafiles (*.wmf) - fichier graphique AutoCAD (*.dxf) - Bitmap (*.bmp) Schémas de numérisation de courbes 6.6 Caractéristiques supplémentaires Les fenêtres graphiques PowerFactory telles que graphiques unifilaires, tracés et blocs-diagrammes offrent les fonctionnalités suivantes : Impression ou tracé sur un dispositif quelconque admis par le Gestionnaire d impression Windows pour produire des documents graphiques de grande qualité depuis le programme. Exportation dans des formats de fichier standard tels que : - Windows metafiles (*.wmf) avec coordonnées de haute précision - Bitmap (*.bmp) Conversion des fichiers graphiques entre plusieurs formats de fichier tels que *.png, *.dxf, *.gif, *.tiff, *.eps, etc. Cette conversion est effectuée à l aide d un outil extérieur fourni par PowerFactory. P o w e r F a c t o r y V

21 S u p p o r t d e f o r m a t s d e d o n n é e s e x t é r i e u r s 7 Support de formats de données extérieurs 7.1 Formats de données standard Dans de nombreux cas, une migration de données depuis un autre logiciel de système d énergie est nécessaire. PowerFactory supporte donc l importation de fichiers externes de diverses versions des logiciels suivants : PSS/E, PSS/U et PSS/Adept (Siemens) DVG et UCTE (ucte.org) NEPLAN (BCP) ISU (SAP, données de facturation) NETCAL (STZ Konstanz), NEPS (I+P Consult) et ReticMaster (Inspired Interfaces) L exportation de fichiers externes est supportée pour PSS/E et UCTE. Les définitions d objet et de format CIM sont de plus en plus utilisées pour la normalisation des échanges de données. Bien que les normes CIM soient encore en cours de développement, PowerFactory supporte déjà l importation et l exportation CIM : CIM (CIM pour transmission) 7.2 Echange au niveau base de données DIgSILENT (DGS) DGS est l interface bidirectionnelle standard de PowerFactory spécifiquement conçue pour l échange de masses de données avec d autres applications tels que GIS et SCADA, et par exemple pour exporter des résultats de calcul pour générer des rapports Crystal Reports ou échanger des données avec tout autre logiciel de système d énergie. DGS ( DGS = DIgSILENT-GIS-SCADA) ne permet pas l échange des commandes d exécution PowerFactory. Définition spécifique à l utilisateur d objets et de paramètres d objets Objets supportés : éléments, caractères et bibliothèques, graphiques et résultats Importation et exportation de modèles complets de réseau ainsi que de données incrémentielles pour actualiser des modèles existants Support de base de données pour : Oracle, MS-SQL et DSN système ODBC Formats de fichiers supportés : texte ASCII (CSV), XML, MS-Excel et MS Access Disponible pour mode Fenêtre interactive PowerFactory et mode Moteur de PowerFactory P o w e r F a c t o r y V

22 D P L L a n g a g e d e p r o g r a m m a t i o n D i g S I L E N T 8 DPL Langage de Programmation DIgSILENT Le langage de programmation DPL offre une interface souple pour l automatisation des tâches d exécution de PowerFactory. Le langage de script DPL ajoute une nouvelle dimension au logiciel PowerFactory en permettant l implémentation de nouvelles fonctions de calcul. Des exemples typiques de scripts DPL spécifiques à l utilisateur sont : Calculs de balayage de paramètres (par exemple emplacement de défaut glissant, flux de puissance de profil de vent) Implémentation de commandes spécifiques à l utilisateur (par exemple analyse de capacité de transfert, calcul de facteur de pénalité) Coordination automatique de protection et vérifications de la réponse de dispositifs Analyse spécifique de la stabilité de tension par analyse de courbes PV/QV, etc. Analyse des contingences selon des besoins spécifiques de l utilisateur Vérification des conditions de connexion Prétraitement des données comprenant le traitement des entrées et sorties Détermination de la taille et des dimensions des équipements Génération de rapports Le langage de script orienté objet DPL est intuitif et facile à apprendre. Les commandes de base comprennent : Syntaxe orientée objet similaire à C++ Commandes de flux telles que "si-alors-sinon", "faire tant que" Routines d entrée/importation, sortie/exportation, rapport Expressions mathématiques, support de vecteurs et matrices Accès à tout objet et paramètre PowerFactory y compris les objets graphiques Définition et exécution de toute commande PowerFactory Filtrage d objets et exécution de lots Appels de procédures objets PowerFactory et appels de sous-programmes DPL Nouveau : Appel de bibliothèques externes (DLL) pour liaison avec d autres applications et exécution de celles-ci Développement facile La syntaxe fondamentale de DPL permet la création rapide de commandes simples de haut niveau pour l automatisation de tâches. Ces tâches peuvent comprendre le changement de nom d objets, rechercher et remplacer, le post-traitement de résultats de calculs et la création de rapports spécifiques. Transparence Tous les paramètres de tous les objets dans les modèles de réseau sont accessibles. DPL peut être utilisé pour interroger la totalité de la base de données et traiter sans restrictions tous les paramètres d entrée utilisateur et des résultats. Commandes standardisées Le langage DPL peut être utilisé pour créer de nouvelles commandes DPL "standardisées" qui peuvent être utilisées régulièrement. Les commandes DPL permettent de définir les paramètres d entrée et peuvent être P o w e r F a c t o r y V

23 D P L L a n g a g e d e p r o g r a m m a t i o n D i g S I L E N T exécutées pour des sélections spécifiques d objets. Les commandes DPL éprouvées peuvent être enregistrées en toute sécurité dans des bibliothèques de commandes DPL et utilisées à partir de celles-ci sans risque d endommager les scripts Commande Les commandes DPL peuvent configurer et exécuter toutes les commandes PowerFactory. Cela comprend non seulement les commandes de flux de puissance et de calcul de courts-circuits, mais aussi les commandes de simulation de transitoires, d analyse harmonique, d évaluation de la fiabilité, etc. On peut créer de nouveaux objets à l aide de DPL dans la base de données, et copier, effacer et éditer des objets existants. On peut définir de nouveaux rapports et les écrire dans la fenêtre de sortie ; on peut créer de nouveaux graphiques et ajuster des graphiques existants pour représenter une sélection définie par l utilisateur ou les résultats de calcul courants. Modularité Une commande DPL peut contenir d autres commandes DPL en tant que sous-programmes. Cette approche modulaire permet l exécution de sous-programmes sous forme de commandes indépendantes. Les commandes existantes peuvent être combinées pour créer rapidement des commandes plus complexes. P o w e r F a c t o r y V

24 M o d e s d e f o n c t i o n n e m e n t d e P o w e r F a c t o r y 9 Modes de fonctionnement de PowerFactory 9.1 Mode Fenêtre standard 9.2 Mode Moteur et mode d exécution hybride L exécution standard de DIgSILENT PowerFactory se fait par l intermédiaire du mode Fenêtre classique commandé par souris et clavier. Quand il fonctionne en "mode Moteur", PowerFactory s exécute sous la forme d un processus en arrière-plan offrant un certain nombre d options d application supplémentaires : Echange bidirectionnel à grande vitesse de données par l intermédiaire de l interface de mémoire partagée DIgSILENT ou via OPC (OLE pour commande de processus). Quand on utilise OPC, PowerFactory s exécute en tant que Client OPC. Exécution à distance de toute commande PowerFactory, y compris l activation de projets, la modification de données, l exécution de fonctions d analyse et de scripts DPL, la génération de sorties et rapports, etc. Activation/affichage temporaire du "mode Fenêtre" présentant des fenêtres interactives jusqu à la fermeture de ce mode et la reprise du mode Moteur ("mode de fonctionnement hybride"). En principe, un certain nombre de fonctions d application supplémentaires peuvent s exécuter en arrière-plan quand le logiciel est intégré dans des systèmes GIS/NIS ou SCADA ou relié à d autres outils de simulation tels que Matlab/SIMULINK, l outil de simulation de processus d ASPENTECH ou d autres systèmes logiciels exigeant une interaction avec des procédures d analyse de réseau. Le mode Moteur permet aussi un traitement en parallèle avec d autres processus PowerFactory. Le "mode Moteur" permet la télécommande de toutes les fonctions PowerFactory avec un échange rapide de données et de commandes d exécution. Le mode de fonctionnement hybride est sélectionné en activant le mode Fenêtre pour le fonctionnement combiné. P o w e r F a c t o r y V

25 A n a l y s e d e s f l u x d e p u i s s a n c e 10 Analyse des flux de puissance Dans l environnement d analyse des flux de puissance, la représentation précise d un grand nombre de configurations de réseau et de composants de systèmes d énergie est possible. DIgSILENT PowerFactory offre un choix de méthodes de calcul, comprenant une technique Newton- Raphson complète (équilibrée et non équilibrée) en CA et une méthode linéaire en CC. La solution améliorée, non découplée selon la méthode Newton-Raphson avec des itérations de désadaptations de courant ou de puissance produit typiquement des erreurs d arrondi inférieures à 1 kva pour tous les bus. Les algorithmes utilisés présentent une stabilité et une convergence excellentes. Plusieurs niveaux d itération garantissent la convergence dans toutes les conditions, avec relaxation automatique et modification des contraintes en option. L analyse du flux de puissance en CC, calculé en fonction des flux de puissance active et des angles de tension, est extrêmement rapide et robuste (système linéaire ; pas d itérations nécessaires). Toute combinaison de systèmes maillés monophasés, diphasés et triphasés CA et/ou CC peut être représentée et résolue simultanément, depuis les systèmes de transmission haute tension jusqu aux charges résidentielles et industrielles à basse tension. Les conducteurs de neutre peuvent être modélisés de façon explicite. L outil Flux de puissance représente de manière précise les charges non équilibrées, la génération, les réseaux avec potentiel de neutre variable, les systèmes CCHT, les charges CC, les entraînements à vitesse réglable, les dispositifs SVS et FACTS, etc., pour tous les niveaux de tension CA et CC. DIgSILENT PowerFactory offre une nouvelle technique de modélisation, intuitive et facile à utiliser, qui évite la définition de types de bus tels que SL, PV, PQ, PI, AS, etc. PowerFactory fournit de façon simple les mécanismes de commande et les caractéristiques de dispositif que l on trouve dans la réalité. Autres caractéristiques et fonctions d analyse des flux de puissance Prise en considération des limites d énergie réactive : modèle détaillé pour les courbes de capacité MVar des alternateurs (y compris la dépendance vis-à-vis de la tension). Caractéristiques pratiques de régulation des stations avec différents modes de commande locale et à distance pour la régulation de tension et la production d énergie réactive. L énergie réactive est automatiquement adaptée de façon à garantir que la sortie des alternateurs reste dans les limites de capacité. Différents modes de régulation de l énergie active, par exemple comme dispatché, selon commande primaire ou secondaire, ou réponse inertielle. Support des caractéristiques de dispositifs telles que charges dépendant de la tension et machines asynchrones avec saturation et dépendance du glissement, etc. Fonctions complètes de commande pour l échange de puissance dans des secteurs et réseaux au moyen de régulateurs secondaires (SCO) avec facteurs de participation flexibles. Transformateurs à changement de prises en charge (OLTC) capables de commander localement ou à distance les tensions de bus, les flux de puissance réactive et les compensations de chute de tension dans les systèmes de distribution. Modèle spécial de régulateur de transformateur pour transformateurs parallèles. Le réglage de prises de transformateur supporte les méthodes discrète et continue. Régulateur pour shunts, machines asynchrones à double alimentation et autres éléments électroniques de puissance tels que convertisseurs à auto-commutation (VSC), convertisseurs à thyristors/diodes ou dispositifs FACTS intégrés. Mécanismes de commande locale et à distance pour compensateurs statiques (SVC). La commande automatique et continue de la commutation d inductances commandées par thyristors (TCR) et de P o w e r F a c t o r y V

26 A n a l y s e d e s f l u x d e p u i s s a n c e condensateurs commandés par thyristors (TSC) est réalisée à l intérieur des valeurs assignées des composants pour maintenir la tension à une valeur donnée. Représentation correcte des groupes de couplage de transformateurs et du déphasage. Les shunts peuvent être modélisés de façon à constituer une combinaison de condensateurs, inductances et résistances connectés en série et/ou en parallèle. Les shunts peuvent être connectés à des jeux de barres et feeders ou aux extrémités distantes de câbles et lignes. Les filtres peuvent consister en un nombre quelconque de combinaisons de shunts, et la commutation automatique des shunts peut être incluse dans la régulation automatique de tension. Support du modèle de centrale électrique virtuelle pour un dispatching des générateurs basé sur un algorithme de priorité. Echelonnement de la charge des feeders pour commander les flux de puissance aux points d entrée des feeders y compris les feeders imbriqués et parallèles. Support complet de toute caractéristique et échelle de paramètre pour permettre des études paramétriques ou la définition aisée de scénarios de charge ou de profils de charge. Toutes les données de fonctionnement (schémas de génération et de demande, positions de commutation, etc.) peuvent être sauvegardées et maintenues dans des scénarios de fonctionnement distincts. Autres fonctions particulières Analyse des conditions de commande des systèmes Prise en considération des dispositifs de protection Détermination de l "Energie sous risque" Calcul des sensibilités de flux de puissance. Evaluation du flux de puissance active/réactive et des modifications de tension sur le réseau basée sur l effet de demande/production ou le changement de prises du transformateur. Support de scripts DPL ; par exemple pour effectuer un équilibrage de charge, déterminer des facteurs de pénalité ou tout autre paramètre requis. Résultats pour le flux de puissance Calcul implicite d un grand nombre de variables de résultat individuelles et de chiffres synthétiques Affichage d une variable quelconque dans le graphique unifilaire, le schéma de station et sur une "page de données flexibles" sous forme de tableau Différents modes de colorisation pour le graphique unifilaire pour visualiser des valeurs telles que les niveaux de charge et/ou de tension calculés Rapports d analyse détaillés, listant les éléments du système en surcharge, les tensions de jeux de barres inacceptables, les îlots de système, les composants hors service, les niveaux de tension, des bilans sectoriels et autres Sorties texte détaillées avec filtres et niveaux prédéfinis ou définis par l utilisateur Interactivité DPL avec tous les résultats Exportation des résultats vers d autres applications logicielles telles que MS-EXCEL P o w e r F a c t o r y V

27 A n a l y s e d e s d é f a u t s 11 Analyse des défauts DIgSILENT PowerFactory comporte une fonctionnalité de calcul des défauts basée sur des normes internationales et offre en plus la méthode la plus précise avec l Analyse Générale des Défauts (GFA) DIgSILENT. Les fonctions et options suivantes sont supportées par toutes les méthodes d analyse des défauts implémentées : Calcul des niveaux de défaut sur tous les jeux de barres Calcul des valeurs de court-circuit sur un jeu de barres sélectionné ou sur une section définie d une ligne ou d un câble, y compris toutes les contributions des branches et les tensions de jeux de barres Calcul de tous les composants symétriques ainsi que des valeurs de phase Impédance de défaut définissable par l utilisateur Possibilité de graphiques et schémas conçus spécialement, incluant toutes les valeurs typiquement requises par l ingénieur de protection Mise en évidence des surcharges thermiques sur le graphique unifilaire pour les jeux de barres et les câbles ; toutes les surcharges des équipements sont disponibles dans un rapport écrit synthétique. Calcul des impédances de Thévenin vues du nœud en défaut Calcul des impédances apparentes des phases (amplitude et angle) en un point quelconque d une ligne/câble de transmission ou d un jeu de barres, pour toutes les branches, des sous-ensembles sélectionnés de celles-ci ou pour 1, 2 ou 3 nœuds à partir du nœud en défaut Normes supportées IEC et VDE 0102/0103 PowerFactory fournit une mise en application stricte et complète des normes les plus utilisées à l échelle mondiale pour la conception des composants ; les normes IEC et VDE 0102/0103 de calcul des défauts, dans leurs versions les plus récentes. Calcul de la valeur de crête du courant symétrique initial I k" et de la puissance de court-circuit S k", de la valeur de crête du courant de court-circuit i p, du courant de court-circuit symétrique coupé I b et du courant thermique équivalent I th (IEC ). Les courants de court-circuit minimum et maximum peuvent aussi être calculés sur la base des facteurs de tension c du réseau. Support de tous les types de défaut (triphasés, diphasés, diphasés à la masse, monophasés à la masse) Calcul de I k avec "composant apériodique décroissante" sélectionnable Choix de la méthode de calcul de la valeur de crête du courant de court-circuit dans des réseaux maillés Impédance de défaut, température des conducteurs et facteur de tension c définissables par l utilisateur Le calcul de défaut peut comprendre ou exclure en option la contribution des moteurs au courant de défaut Graphiques et schémas conçus spécialement dont l ingénieur de protection a besoin pour la coordination et la conception de la protection IEEE 141 / ANSI e 37.5 PowerFactory a implémenté intégralement les normes de calcul de défauts IEEE 141/ANSI e37.5 selon la dernière version publiée. Les caractéristiques particulières sont : Les positions de prises de transformateur peuvent être incluses dans le calcul de courant de défaut P o w e r F a c t o r y V

28 A n a l y s e d e s d é f a u t s L impédance de défaut et la tension de pré-défaut définies par l utilisateur peuvent être incluses dans le calcul de courant de défaut Autres Normes G 74 et IEC Méthode complète / Défauts multiples La «méthode complète» de DIgSILENT PowerFactory est spécialement conçue pour la coordination de la protection et pour l analyse des contingences observées du système. Elle fournit les algorithmes et la précision nécessaires pour déterminer les courants de court-circuit "réels" ou "opérationnels" sans tenir compte des simplifications ou hypothèses typiquement faites dans l analyse standard des défauts. Outre le modèle de défaut de grande précision, il est possible d analyser des défauts multiples se produisant simultanément dans le système ou des conditions inhabituelles de défaut, par exemple des défauts inter-circuits ou des interruptions sur une seule phase. L analyse de défauts multiples exécute une analyse complète du réseau basée sur des représentations sub-transitoires et transitoires des machines électriques, en prenant en considération tous les dispositifs du réseau spécifiés avec leur pleine représentation et les conditions de charge avant le défaut. Combinaison avec les principes de la norme IEC pour le calcul des composantes apériodiques et des valeurs de crête du courant de court-circuit Calcul des valeurs de crête et efficaces du courant de coupure Prise en considération d une représentation complète des systèmes multi-fils. Applicable aux réseaux monophasés ou diphasés. Analyse de conditions de défauts multiples Calcul de toute condition de défaut asymétrique, unique ou multiple avec ou sans impédance de défaut, y compris des interruptions de ligne monophasées et diphasées Résultats de l analyse des défauts (toutes méthodes) PowerFactory offre de nombreuses options de rapport, y compris un rapport détaillé sur tous les niveaux de court-circuit pour tous les défauts ou bien un rapport spécifique pour un type particulier de défaut. Il permet aussi de générer des rapports de protection spéciaux incluant des informations d impédance, de courant et de tension. Affichage d une variable quelconque dans le graphique unifilaire, le schéma de station et la page de données flexibles Mécanismes de filtrage totalement flexibles pour l affichage d objets en mode couleur Rapport d analyse détaillé, listant les éléments du système en surcharge, les tensions de jeux de barres inacceptables, les îlots de système, les composants hors service, les niveaux de tension, des bilans sectoriels et autres Sorties texte détaillées avec filtres et niveaux prédéfinis ou définis par l utilisateur Interactivité DPL avec tous les résultats Exportation des résultats vers d autres applications logicielles telles que MS-EXCEL P o w e r F a c t o r y V

29 R é d u c t i o n d e r é s e a u 12 Réduction de réseau L application typique de l outil de réduction de réseau est un projet dans lequel un réseau spécifique doit être analysé, mais ne peut pas être étudié indépendamment d un réseau voisin de niveau de tension identique, supérieur ou inférieur. Dans ce cas, une option consiste à modéliser les deux réseaux en détail pour le calcul. Toutefois, il peut se produire des situations dans lesquelles il n est pas désirable d effectuer des études avec le modèle complet ; par exemple quand le temps de calcul augmenterait de façon significative ou quand les données du réseau voisin sont confidentielles. Dans de tels cas, une bonne méthode consiste à mettre à disposition un modèle du réseau voisin contenant les nœuds d interface (points de connexion) qui peuvent être connectés par des impédances et sources de tension équivalentes. L objectif de la réduction de réseau est de calculer les paramètres d un équivalent CA réduit d une partie du réseau définie par une limite. Cette limite doit diviser complètement le réseau en deux parties. Le réseau équivalent est valide aussi bien pour les calculs de flux de puissance que pour les calculs de courts-circuits. On peut ensuite créer une variante de modèle dans la base de données PowerFactory, dans laquelle la représentation complète de la partie du réseau réduit est remplacée par l équivalent Caractéristiques générales Définition et maintenance flexibles des limites de réseaux. Différentes fonctions telles que colorisation des limites et vérifications topologiques. La réduction de réseau peut être calculée à n importe quelle limite appropriée Support de charges de Ward standard (équivalent PQ), étendues (équivalent PV) et équivalentes Support d équivalents de court-circuit pour courants transitoires, sub-transitoires, crêtes d établissement et crêtes de coupure Le réseau réduit peut être créé dans une variante de réseau. Cela permet une comparaison et un passage simples entre les cas réduit et non réduit. Algorithmes de réduction robustes basés sur l approche sensibilité, c est-à-dire qu il y a concordance du réseau réduit aussi bien pour le point de fonctionnement courant que pour les sensibilités de réseau. Fonction implicite de vérification du résultat P o w e r F a c t o r y V

30 A n a l y s e d e l a s t a b i l i t é d e t e n s i o n 13 Analyse de la stabilité de tension 13.1 Courbes PV PowerFactory supporte le calcul des courbes PV en appliquant des scripts spécifiquement implémentés. Ces scripts exécutent le calcul des variations de tension par rapport à : des variations de charge dans un secteur sélectionné des transferts de charge au-delà des limites (en maintenant la charge totale constante) des transferts de générateurs au-delà des limites (en maintenant la production totale constante) Les courbes PV peuvent être calculées pour un ensemble sélectionné de contingences. Les schémas sont créés automatiquement Analyse Q-V Pour l analyse de la réserve d énergie réactive nécessaire sur des jeux de barres individuels, PowerFactory fournit des scripts pour le calcul des courbes Q-V. P o w e r F a c t o r y V

31 S e n s i b i l i t é d u f l u x d e p u i s s a n c e 14 Sensibilité du flux de puissance L outil d analyse de sensibilité est un complément à la fonction d analyse de la stabilité de tension. Il est souvent nécessaire non seulement pour connaître le point critique d un système, mais aussi pour savoir comment ce point critique est affecté par des modifications des conditions du système. L outil d analyse de sensibilité PowerFactory effectue un calcul de stabilité de la tension statique avec les options suivantes : Sensibilité par rapport à un jeu de barres (calcul des sensibilités à la tension sur tous les jeux de barres et des sensibilités des branches en fonction des variations de puissance ( P et Q) sur le jeu de barres sélectionné). Option de calcul simultané des sensibilités par rapport à tous les jeux de barres. Sensibilité au changement de position de prises d un transformateur (calcul des sensibilités à la tension sur tous les jeux de barres et des sensibilités des branches en fonction des modifications d une prise d un transformateur/déphaseur en quadrature). Analyse modale - Identification des éléments "faibles" et "forts" du réseau basée sur une transformation modale de la matrice de sensibilité v/ Q. - Calcul des valeurs propres sur la matrice de sensibilité v/ Q au moyen d un certain nombre de valeurs propres à calculer défini par l utilisateur. - Les résultats des valeurs propres sont affichés (dans l ordre décroissant de valeur absolue), et les sensibilités des branches et jeux de barres peuvent être affichées pour chaque mode. P o w e r F a c t o r y V

32 A n a l y s e d e s c o n t i n g e n c e s 15 Analyse des contingences Le nouvel outil d analyse des contingences de DIgSILENT PowerFactory a été conçu pour offrir un degré élevé de souplesse dans la configuration, les méthodes de calcul et les options de rapport. Des analyses de contingences en phases de temps simples et multiples sont disponibles, les deux permettant la création automatique ou définie par l utilisateur de contingences sur la base d événements et la prise en compte des constantes de temps de régulateurs et des capacités thermiques (à court terme). Options de calcul pour l analyse des contingences Support de trois méthodes de calcul : - Calcul de flux de puissance CA - Calcul de flux de puissance CC - Calcul combiné CC/CA, c.-à-d. calcul complet de flux de puissance CC et recalcul automatique des contingences critiques par flux de puissance CA Calculs en phases de temps simples et multiples. L analyse de contingences en phases de temps multiples facilite les actions post-défaut définies par l utilisateur pendant des périodes de temps discrètes. Calcul d efficacité des générateurs et des déphaseurs en quadrature : Cette fonction de calcul aide le planificateur à définir des mesures appropriées pour des composants soumis à des surcharges dans les cas de contingence critiques. Lors de l analyse des contingences, on évalue l impact possible d un redispatching des générateurs individuels ou de modifications de prises de transformateur sur des lignes soumises à des surcharges. Des rapports correspondants listant l efficacité des générateurs et des déphaseurs en quadrature au cas par cas sont disponibles. Performance optimale par calcul de réseau : possibilité d exécuter des calculs d analyse des contingences en parallèle (sur des machines à cœurs multiples et/ou des PC en cluster) Gestion des contingences/cas de défaut Définition conviviale des contingences (n-1, n-2, n-k, jeu de barres) comme "cas de défaut" supportant des événements définis par l utilisateur pour modéliser les actions post-défaut (nouvelle commutation, redispatching, réglage de prise, délestage). Groupement des "cas de défaut" en "groupes de défauts" pour une gestion efficace des données Bibliothèques spéciales de fonctionnement pour la gestion des "cas de défaut" et des "groupes de défauts" en vue d une réutilisation future. Création automatique de cas de contingence sur la base de cas de défaut, en tenant compte de la topologie actuelle du réseau. Gestion des fichiers de résultats : Gestion des résultats dans un fichier de résultats (sparse file) accessible pour tout type d exportation et/ou de post-traitement spécifique du client. Listes de surveillance prédéfinies et définissables par l utilisateur pour l enregistrement de résultats ; sélection de composants individuels, classes de composants et leurs variables associées à enregistrer. Tout résultat de calcul pour un calcul de flux de puissance standard est accessible pendant l analyse des contingences. Limites définies par l utilisateur pour l enregistrement des résultats (charges thermiques, limites de tension, modification de tension). P o w e r F a c t o r y V

33 A n a l y s e d e s c o n t i n g e n c e s Rapports : Un grand nombre de rapports standard, facilitant la vue d ensemble ou la présentation de résultats par contingence, est disponible : Rapport de charges maximales Rapport de violations de charge (par cas) Rapport de plages de tension Rapport de violations de tension (par cas) Rapport d efficacité des générateurs et déphaseurs en quadrature Autres caractéristiques-clés : Fonctions de traçage : utilisation de la nouvelle fonction "Trace" pour parcourir pas à pas les événements dans une contingence en phases de temps multiples, avec visualisation des résultats actualisés dans le graphique unifilaire. Suivi des caractéristiques assignées à court terme par composant sur la base de la charge pré-défaut et du temps post-défaut. Barre d outils spéciale "Analyse des contingences" pour une configuration, un calcul et des rapports conviviaux. P o w e r F a c t o r y V

34 C a l c u l d e s p a r a m è t r e s d e l i g n e s a é r i e n n e s e t d e c â b l e s 16 Calcul des paramètres de lignes aériennes et de câbles DIgSILENT PowerFactory permet le calcul automatique des paramètres électriques d une configuration quelconque de câble/ligne aérienne en partant de l exécution et des caractéristiques géométriques qui sont généralement disponibles dans les fiches techniques des fabricants. Le calcul est applicable dans une vaste gamme de fréquences et assiste le processus d élaboration de modèles de grande précision de lignes et de câbles pour l analyse harmonique, le balayage en fréquence et la simulation des EMT, entre autres. Les options supportées sont décrites ci-dessous Calcul des paramètres de lignes aériennes Toutes les combinaisons de circuits de ligne (monophasés, diphasés et triphasés), de conducteurs neutres et de conducteurs de terre, avec/sans réduction automatiques des conducteurs de terre. Définition flexible des types de pylônes et des géométries de pylônes, y compris des flèches de conducteurs, qui permet une combinaison multiple de géométries de pylônes et de types de conducteurs et évite l entrée de données redondantes. Transposition parfaite et symétrique, circuit par circuit, et phasage défini par l utilisateur pour la définition d un schéma de transposition non standard quelconque. Types de conducteurs massifs et tubulaires, incluant des sous-conducteurs pour circuits de phase et conducteurs de terre. Effet pelliculaire. Matrices d impédance et d admittance équivalentes en composants naturels, réduits et symétriques Calcul des paramètres de câbles Systèmes de câbles monoconducteurs polyphasés et de câbles tubulaires. Définition flexible d exécutions de câbles, y compris couches conductrices, semi-conductrices et isolantes. Câbles pleins et conducteurs creux, coefficient de remplissage pour conducteurs câblés. Prise en compte de l effet pelliculaire. Calcul des impédances et admittances des couches en composants naturels, réduites et symétriques, y compris réduction des gaines et blindages ainsi que leur permutation. P o w e r F a c t o r y V

35 A n a l y s e d e r é s e a u x d e d i s t r i b u t i o n 17 Analyse de réseaux de distribution 17.1 Analyse des feeders Tracés des feeders : fonction d affichage graphique (instrument virtuel VI) pour améliorer la transparence dans l analyse de la charges du réseau et du profil de tension le long d un feeder. Les variables résultantes affichées sont librement configurables. Le VI offre une totale interactivité pour accéder à toutes les données pertinentes des composants appartenant au feeder. Visualisation schématique du feeder : génération automatique de schémas unifilaires pour visualiser les composants du feeder avec indication de distance/indice. Echelonnement de la charge de feeder : une fonction de calcul de flux de puissance qui permet un ajustement automatique des charges individuelles de jeux de barres pour les adapter à la charge totale spécifiée du feeder. La sélection des charges devant participer à la procédure d échelonnement est définie par l utilisateur. Cette méthode permet des scénarios d échelonnement complexes avec des feeders imbriqués et parallèles Analyse de réseaux basse tension PowerFactory dispose de fonctions avancées spécialement conçues pour l analyse de réseaux basse tension. Ces fonctions permettent à l utilisateur de : définir des charges en termes de nombres de clients raccordés à une ligne tenir compte de la diversité des charges effectuer une analyse de flux de puissance tenant compte de la diversité des charges pour calculer les chutes de tension maximales et le courant de branches maximal effectuer une optimisation de renforcement de câble, soit pour renforcer automatiquement des câbles sélectionnés, soit pour émettre un rapport de recommandations effectuer une analyse des chutes de tension et des charges de câble effectuer des calculs statistiques des courants de neutre causés par une charge monophasée déséquilibrée et par la diversité des charges pour représenter un réseau réaliste Modélisation stochastique des charges Sur la base d "unités client" définies, l utilisateur peut spécifier un certain nombre de clients raccordés à une ligne. Il est fourni des options de flux de puissance pour définir la charge par unité client en fonction : de la puissance par unité client du facteur de puissance du facteur de coïncidence pour un nombre infini de charges (c est-à-dire le "facteur de simultanéité"). En outre, l utilisateur peut choisir une de ces deux méthodes pour prendre en compte la nature stochastique des charges : évaluation stochastique (approche théorique, applicable également aux réseaux maillés) estimation du courant maximal (application des règles stochastiques pour estimer le flux de branche maximal et les chutes de tension maximales) Le flux de puissance avec modélisation stochastique des charges donne alors les courants maximaux pour chaque composant de branche, les chutes de tension maximales et les tensions minimales à chaque jeu de barres. P o w e r F a c t o r y V

36 A n a l y s e d e r é s e a u x d e d i s t r i b u t i o n Les variables usuelles pour les courants et les tensions représentent dans ce cas les valeurs moyennes des tensions et des courants. Les pertes sont calculées sur la base des valeurs moyennes ; la charge maximale des circuits est calculée au moyen des courants maximaux Optimisation du renforcement de câble La fonction d optimisation de renforcement de câble de PowerFactory permet de déterminer l option la plus rentable pour renforcer les câbles surchargés. Le but de la fonction est de minimiser le coût annuel de renforcement des lignes (c est-à-dire les investissements, les coûts de fonctionnement et les frais d assurance). Les contraintes pour l optimisation sont les limites admissibles pour la bande de tension et la charge du câble pour le réseau planifié. Optimisation le long d un feeder prédéfinissable Bibliothèque définissable par l utilisateur des types existants de câbles/lignes aériennes avec les coûts pouvant être affectés au renforcement. Prise en considération : - des limites admissibles de bande de tension - de la chute de tension maximale admissible à l extrémité du feeder - de la surcharge maximale admissible sur le câble/la ligne aérienne Différents contrôles de plausibilité pour la solution finale. Résultats calculés : rapport sur les nouveaux types recommandés de câbles/lignes aériennes pour les lignes du réseau et évaluation des coûts pour le renforcement recommandé. Mode rapport pour obtenir des propositions de changement de type de câble/ligne aérienne ou le remplacement automatique du type de câble/ligne aérienne Outils de configuration des feeders Les outils de configuration des feeders de PowerFactory comprennent un ensemble d outils pour systèmes radiaux qui permettent de modifier les niveaux de tension, la technologie de phase ou à optimiser le phasage en aval d un point particulier. Outil de changement de tension et de technologie de phase Changement automatique du niveau de tension et/ou de la technologie de phase dans un feeder prédéfini. Remplacement automatique des données de type (pour transformateurs, lignes, charges et moteurs) selon des tableaux de mappage de type préconfigurables) y compris création automatique de nouveaux types compatibles si nécessaire. Outil d équilibrage automatique Equilibrage automatique des feeders de façon à minimiser le déséquilibre de tension aux bornes. Reconfiguration du phasage de charges, lignes ou transformateurs et combinaisons de ceux-ci. Support d éléments de phasage fixes. Modes de colorisation pour visualiser la technologie de phase avant et après changement. P o w e r F a c t o r y V

37 F o n c t i o n s d e p r o t e c t i o n 18 Fonctions de protection La bibliothèque de modèles fonctionnels de base de l outil d analyse de la protection de DIgSILENT PowerFactory a été étendue de manière à inclure des équipements supplémentaires tels que transformateurs de courant, transformateurs de tension, relais, fusibles et des concepts de protection plus complexes, y compris des fonctionnalités de modélisation définies par l utilisateur. Il existe de plus des VI (instruments virtuels) interactifs spécialement conçus pour afficher des grandeurs du système et, ce qui est plus important, pour modifier les réglages de protection dans l environnement graphique. Cette dernière fonction est particulièrement utile car elle permet de modifier par curseur des réglages coordonnés entre différents concepts de protection dans l environnement graphique, à la suite de quoi les réglages sont actualisés aussi bien dans la base de données que dans l environnement de simulation. Tous les dispositifs de protection sont pleinement fonctionnels dans des conditions stables et transitoires, permettant l évaluation de la réponse des équipements dans tous les modes de simulation possibles, y compris le calcul des flux de puissance, l analyse des défauts, la simulation des valeurs efficaces et instantanées (EMT). Les principales caractéristiques du module de protection de PowerFactory sont : Vaste base de données de relais Contrôle précis des relais à l état stable par court-circuit et flux de puissance (équilibré et déséquilibré) Contrôle dynamique précise des relais par simulations RMS et EMT Prise en compte de la saturation des transformateurs de courant Schémas pour la coordination de la protection de surintensité et distance : o o o Schémas temps-surintensité Schémas R-X Schémas temps-distance Assistant de coordination automatique de la protection pour schémas de protection de surintensité temporisée 18.1 Bibliothèque et fonctionnalité des modèles de protection L outil d analyse die la protection de DIgSILENT PowerFactory contient une bibliothèque complète de modèles de dispositifs de protection. Tous les relais sont modélisés pour les calculs à l état stable (courts-circuits, flux de puissance) et les modes de simulation RMS et EMT. La définition des types de relais est très souple grâce aux schémas-blocs. Pour la simulation RMS et EMT, les relais peuvent être étendus et adaptés pour répondre aux exigences spécifiques de l utilisateur au moyen du langage DSL de PowerFactory. Les caractéristiques de la bibliothèque de modèles de dispositifs de protection sont listées ci-dessous. Les fusibles sont représentés par leurs courbes de fusion. Il est possible de tenir compte de courbes minimales et maximales de fusion. Relais de surintensité temporisés pour la protection temporisée contre les surintensités en monophasé, triphasé, de court-circuit à la terre et de système inverse. En outre, les caractéristiques des relais peuvent incorporer les normes et méthodes de solution suivantes : IEC 255-3, ANSI/IEEE et ANSI/IEEE à dépendance quadratique ABB/Westinghouse CO (Mdar) Approximation linéaire, approximation par spline Hermite Expressions analytiques par éditeur de formules et analyseur intégrés (DSL) P o w e r F a c t o r y V

38 F o n c t i o n s d e p r o t e c t i o n Relais de surintensité instantanés pour la protection temporisée contre les surintensités en monophasé, triphasé, de court-circuit à la terre et de système inverse. Relais directionnels pour la protection de surintensité, puissance, courant de terre et toute combinaison de relais de surintensité temporisés et instantanés. Une polarisation en tension et en courant est utilisée en outre pour la détection de composantes de systèmes inverses et homopolaires, en prenant également en compte la double polarisation. En option avec mémoire de tension. Relais de protection de distance pour la protection de distance de phase, de terre et de zone. Il est possible d incorporer des unités d excitation de surintensité et de sous-impédance (U-I ou Z) ainsi qu un angle de phase pour la sous-impédance. Différentes caractéristiques pour les zones de relais de distance sont disponibles, entre autres : MHO, MHO décalé Polygonal, polygonal décalé Tomate, lentille et cercle Œillères de distance de phase R/X et quadrilatères Support de différentes polarisations telles que : Autopolarisation Polarisation croisée (connexion à 90ø) Polarisation de système direct, inverse En option : mémoire de tension Compensation de système homopolaire et de ligne parallèle Relais de tension pour sous-tension, tension instantanée, équilibre et déséquilibre de tension. Equipements supplémentaires tels que : protection de défaillance de disjoncteur, protection de moteur, protection de générateur, protection différentielle, relais de réenclenchement, disjoncteurs basse tension, et relais de perte de synchronisme. Outre ces fonctions et relais de protection, DIgSILENT PowerFactory dispose d autres dispositifs et caractéristiques pour une modélisation plus détaillée des systèmes de protection tels que : Transformateurs de courant et de tension avec effets de saturation Courbes d endommagement de conducteurs, câbles, courbes de surcharge de câbles et modélisation du courant de crête d appel Courbes d endommagement des transformateurs (norme ANSI/IEEE Standard C ) et modélisation du courant de crête d appel Courbes de démarrage de moteurs, blocage à froid et à chaud, modélisation du courant de crête d appel et toutes courbes définies par l utilisateur. Tous les modèles des dispositifs de protection sont implémentés dans l environnement frame pour modèles composites. Cela permet à l utilisateur de concevoir et implémenter facilement ses propres modèles en utilisant l interface utilisateur graphique pour construire des schémas-blocs Sorties et représentations graphiques Schémas temps-surintensité - Adaptation des courbes de surintensité par glisser-déposer P o w e r F a c t o r y V

39 F o n c t i o n s d e p r o t e c t i o n - Affichage des tolérances de la courbe de déclenchement pendant le glisser-déposer - Etiquettes définies par l utilisateur - Les instants de déclenchement sont affichés automatiquement pour les courants calculés dans les schémas temps-surintensité - Affichage d un nombre illimité de courbes de surintensité dans les schémas - Création et ajout simples de schémas au moyen de graphiques unifilaires - Affichage des courbes de démarrage de moteur et des courbes d endommagement de conducteurs/câbles et transformateurs - Aide par bulles montrant le nom des relais, etc. - Double-clic sur les courbes pour modifier les réglages des relais - Axes supplémentaires pour les niveaux de tension Schémas caractéristiques R-X - Affichage des impédances de branches avec plusieurs options - Affichage automatique des impédances calculées - Ajout de relais avec offset - Affichage flexible de zones (zones de démarrage, etc.) Schémas temps-distance - Différentes méthodes pour le calcul des courbes : méthode kilométrique ou méthode du balayage de courts-circuits - Schéma direct et/ou inverse - Contrôle de sélectivité des relais/fusibles de distance et de surintensité sur le même schéma - Séparation séparée des zones étendues - Axe supplémentaire montrant les emplacements des relais et les jeux de barres/bornes - Mise à l échelle sélectionnable de l axe x (longueur, impédance, réactance, 1/conductance) Schémas unifilaires - Colorisation des commutateurs en fonction des emplacements des relais et de leurs instants de déclenchement - Affichage des instants de déclenchement des relais dans des fenêtres de résultats - Fenêtres de texte supplémentaires pour les réglages des relais Rapports de réglage des relais Rapports de déclenchement des relais 18.3 Protection temporisée contre les surintensités La coordination de la protection temporisée contre les surintensités est réalisée graphiquement sur la base du schéma temps-courant. Les réglages des relais sont modifiés par glisser-déposer pour déplacer les caractéristiques. Les courants de court-circuit calculés par la commande de court-circuit sont représentés sur le schéma sous la forme d une ligne verticale. De plus, les instants de déclenchement correspondants des relais sont P o w e r F a c t o r y V

40 F o n c t i o n s d e p r o t e c t i o n affichés. La coordination entre les relais à différents niveaux de tension est possible. Par conséquent, les courants sont automatiquement basés sur le niveau de tension pilote, qui peut être choisi par l utilisateur Protection de distance Deux puissantes fonctions graphiques sont intégrées pour la coordination de la protection de distance. La première de ces fonctions est le schéma R-X pour l affichage de la zone de déclenchement des relais de distance et des impédances de ligne. Plusieurs relais peuvent être visualisés sur le même schéma R-X. Cela peut être utile pour la comparaison de deux relais situés à des extrémités différentes de la même ligne. Les caractéristiques de relais et la caractéristique d impédance de la ligne de connexion peuvent être représentées sur le même schéma R-X. Après les calculs de court-circuit, les impédances mesurées sont visualisées par un marqueur en forme de petite flèche ou croix. A partir de l emplacement du marqueur, l utilisateur peut voir la zone de déclenchement et son instant de déclenchement associé. Pour la simulation dynamique, les impédances mesurées des relais peuvent être affichées, visualisant ainsi le fonctionnement des relais d antipompage ou de perte de synchronisme. La deuxième puissante fonction graphique est le schéma temps-distance, utilisé pour vérifier la sélectivité entre relais le long d un chemin de coordination. Les relais sur un chemin de coordination peuvent être affichés sur des schémas pour les directions directe, inverse ou pour les deux directions. Par conséquent, il est très facile de vérifier la sélectivité des relais le long d un chemin de coordination. Deux méthodes différentes pour le calcul des courbes de déclenchement sont disponibles, à savoir la méthode kilométrique et la méthode des courts-circuits. Méthode kilométrique : l extension des zones est calculée à partir de l intersection de l impédance directe donnée des lignes et de l impédance caractéristique des relais. Méthode des courts-circuits : il s agit de la principale méthode de contrôle de la sélectivité. Les courtscircuits (types de défaut définis par l utilisateur) sont calculés le long du chemin de coordination. Les instants de déclenchement pour la courbe temps-distance sont déterminés au moyen des impédances calculées. Le signal de démarrage d un relais est également pris en considération. Une caractéristique particulière de la protection de distance est la prise en compte des signaux de blocage ou de POTT (protection à portée étendue et à autorisation), PUTT (protection à portée réduite et à autorisation), dont on tient également compte. Outre les courbes de déclenchement des relais de distance, les courbes des relais de surintensité peuvent être affichées et coordonnés sur le même schéma au moyen de la méthode des courtscircuits. Les méthodes kilométrique et des courts-circuits prennent l une et l autre en compte les temps d ouverture des disjoncteurs dans le calcul des instants de déclenchement. Le temps d ouverture peut être ignoré en option Assistant de coordination de la protection L Assistant de coordination de la protection pour le calcul des réglages automatiques des relais de protection de surintensité est utilisé pour : Vérifier que les réglages (seuils, temporisations et formes de courbes) des dispositifs de protection de surintensité satisfont aux exigences de protection des circuits en respectant les contraintes de sélectivité et en garantissant un "fonctionnement normal" du système. Calculer les réglages (seuils, temporisations et formes de courbes) pour satisfaire à la protection, la sélectivité et au "fonctionnement normal". L Assistant de coordination de la protection permet de vérifier/calculer la sélectivité pour chaque dispositif de protection au moyen des réglages suivants : un élément à temps inverse (phase) deux éléments à temps constant (phase) un élément à temps inverse (terre) P o w e r F a c t o r y V

41 F o n c t i o n s d e p r o t e c t i o n deux éléments à temps constant (terre) Dans le but de protéger le système, les règles implémentées dans l assistant calculent les réglages de relais suivants : un élément à temps inverse (phase) deux éléments à temps constant (phase) un élément à temps constant (terre) P o w e r F a c t o r y V

42 O p t i m i s a t i o n d e s r é s e a u x d e d i s t r i b u t i o n 19 Optimisation des réseaux de distribution Dans le but de réduire le déséquilibre des réseaux et d améliorer la qualité de la distribution, DIgSILENT PowerFactory dispose de fonctions d optimisation des réseaux de distribution : Placement optimal des condensateurs Optimisation des liaisons ouvertes Optimisation du renforcement de câbles Outils pour feeders pour changement de tension/technologie de phase Auto-équilibrage pour minimiser les déséquilibres de tension 19.1 Placement optimal des condensateurs Le placement optimal des condensateurs de PowerFactory détermine les emplacements, types et tailles optimums des condensateurs devant être installés dans des réseaux de distribution radiaux. Les avantages économiques apportés par la réduction des pertes d énergie sont évalués par rapport au coût d installation des condensateurs tout en maintenant le profil de tension dans des limites définies. Cette fonction inclut : Une bibliothèque définissable par l utilisateur de condensateurs proposés et de leur coût d installation annuel La prise en considération : - des avantages liés à la réduction des pertes - des limites de tension - du coût d investissement total maximal Le support de profils de charge Résultats calculés : ensemble des emplacements où les condensateurs doivent être installés, quel type de condensateur(s) doit être installé sur chaque site et si un dispositif de compensation commutable est ou non proposé. Présentation conviviale des résultats avec fonctions de post-traitement entièrement intégrées 19.2 Optimisation des liaisons ouvertes L optimisation des liaisons ouvertes de PowerFactory détermine une configuration de commutation de réseau qui procure les plus faibles pertes, ce qui aboutit à une topologie radiale qui respecte toutes les limites thermiques. Cette fonction inclut : Un algorithme heuristique qui explore toutes les mailles potentielles dans le réseau, de façon à évaluer les liaisons à ouvrir La prise en considération de limites de charge Section de réseau définissable par l utilisateur où les liaisons ouvertes optimales doivent être déterminées. Un mode rapport pour proposer des changements d état de commutation ou une reconfiguration automatique des commutations P o w e r F a c t o r y V

43 F o n c t i o n s d a n a l y s e h a r m o n i q u e 20 Fonctions d analyse harmonique La fonctionnalité d analyse harmonique est idéale pour les applications dans les réseaux de transmission, distribution et industriels pour la conception de filtres, la simulation de signaux de commande centralisée ou pour déterminer les fréquences de résonance de réseau. Pour l analyse de l impact des harmoniques dans les réseaux électriques, DIgSILENT PowerFactory apporte deux fonctions d analyse des harmoniques Flux de puissance harmonique La fonction de calcul du flux de puissance harmonique de DIgSILENT PowerFactory permet de calculer les distributions des tensions et courants harmoniques sur la base de sources d harmoniques définies et des caractéristiques du réseau. Elle permet de modéliser toute source de tension ou courant harmonique définie par l utilisateur, tant en amplitude qu en phase, en incluant les inter-harmoniques. Les sources d harmoniques peuvent être situées sur un jeu de barres quelconque du réseau électrique et implémentées dans une topologie de réseau quelconque. Les sources de courants harmoniques peuvent être associées à des charges quelconques, des SVC (injection TCR), des redresseurs ou des onduleurs. Les sources de tensions harmoniques peuvent être modélisées à l aide du modèle de source de tension CA ou du modèle de convertisseur PMW CA/CC. Les modèles de redresseurs intégrés injectent le spectre de redresseurs idéaux à 6 impulsions si aucune autre injection n a été définie. DIgSILENT PowerFactory supporte tous les types d harmonique caractéristique, d harmonique non caractéristique (harmoniques paires, etc.) et d (inter-)harmoniques non entières. Les sources d harmoniques déséquilibrées (par exemple les redresseurs monophasés) sont également totalement supportées. L analyse des inter-harmoniques ou des sources d harmoniques déséquilibrées est basée sur un modèle complet de réseau à trois phases. Du fait de la représentation correcte en phase des sources d harmoniques et des éléments de réseau, la superposition des courants harmoniques injectés par des redresseurs à 6 impulsions (via des transformateurs Y-Y et Y-D conduisant à une réduction des courants harmoniques d ordre 5, 7, 17, 19, etc.) est modélisée correctement. DIgSILENT PowerFactory calcule tous les indices harmoniques symétriques et asymétriques pour les courants et les tensions, comme défini par les normes IEEE concernées, y compris les indices de courant harmoniques et les pertes harmoniques, telles que : THD et HD (distorsion harmonique (totale)) TAD (distorsion arithmétique totale) Produit IT Pertes harmoniques Puissance active et réactive à une fréquence quelconque Puissance active et réactive totale, facteurs de déplacement et de puissance Impédances de réseau à des jeux de barres sélectionnés Valeurs efficaces Facteurs de déséquilibre Valeurs de rang d harmonique entières et non entières Evaluation du flicker : P o w e r F a c t o r y V

44 F o n c t i o n s d a n a l y s e h a r m o n i q u e - Pst, Plt (facteurs de gêne du flicker à court et long terme ; fonctionnement continu et commuté) - Valeurs des modifications de charge relatives Les résultats peuvent être représentés : sur le diagramme unifilaire (indices de distorsion harmonique totale) sous la forme d histogrammes (domaine fréquentiel) sous la forme de courbes (transformation dans le domaine temporel) sous la forme de profils (par exemple THD en fonction des jeux de barres) La représentation dépendante de la fréquence d éléments de réseau tels que lignes, câbles, transformateurs à deux et trois enroulements, machines, charges, bancs de filtres, etc. pour la prise en compte des effets pelliculaires est totalement supportée Analyse de la réponse en fréquence La fonction d analyse de la réponse en fréquence permet une analyse continue dans le domaine fréquentiel. L application la plus courante est le calcul des impédances propres et des impédances mutuelles du réseau en vue d identifier les points de résonance du réseau et d assister la conception de filtres. Toutes les impédances sont calculées simultanément en une opération. Du fait que DIgSILENT PowerFactory utilise un algorithme à pas de progression variable, le temps de calcul des balayages de fréquence est très court alors que la résolution au voisinage des points de résonance reste très élevée (typiquement 0,1 Hz). Les balayages de fréquence peuvent être effectués soit avec le modèle de réseau direct (très rapide), soit avec le modèle complet de réseau triphasé A-B-C. Calcul des impédances propres et mutuelles du réseau Calcul des facteurs d amplification de tension Génération de tracés d impédance sous la forme de diagrammes de Bode, de Nyquist ou amplitude/phase. Outre les applications courantes relatives à la distorsion harmonique, la fonction de d analyse de la réponse en fréquence de PowerFactory peut aussi être utilisée pour des études de résonance sub-synchrone. Le calcul des oscillations amorties et entretenues est assisté par des scripts spéciaux. Modélisation de réseaux L effet pelliculaire est pris en considération en associant les caractéristiques de fréquence avec les résistances et inductances des lignes ou des transformateurs. Ces caractéristiques peuvent être spécifiées soit en réglant les paramètres d une expression polynomiale, soit en entrant la caractéristique point par point à l aide de tableaux. DIgSILENT PowerFactory utilise des splines cubiques ou des polynômes d Hermite pour une interpolation appropriée. Les lignes sont modélisées soit à l aide de sections PI approchées, soit du modèle de ligne hautement précis à paramètres répartis qui doit toujours être utilisé pour les lignes longues ou les applications à haute fréquence. L effet pelliculaire peut être intégré dans les deux modèles de ligne. Les filtres peuvent être spécifiés soit par les paramètres de "disposition" (layout), soit par les paramètres de "conception" (design). Les paramètres de "disposition" sont typiquement la puissance réactive nominale, la fréquence de résonance et le facteur de qualité. Les paramètres de "conception" sont les valeurs réelles de R, L et C. Outre la spécification explicite de la résistance ou de l inductance dépendante de la fréquence à l aide des caractéristiques paramétriques, les lignes aériennes peuvent être modélisées en définissant la géométrie des P o w e r F a c t o r y V

45 F o n c t i o n s d a n a l y s e h a r m o n i q u e pylônes et les câbles en spécifiant les paramètres de câbles. Dans de tels cas, les effets dépendants de la fréquence, tels que l effet pelliculaire ou le retour à la terre dépendant de la fréquence, sont automatiquement calculés et pris en compte par le modèle Signaux de commande centralisée DIgSILENT PowerFactory offre un support total de l analyse et du dimensionnement des systèmes de commande centralisée. Le couplage série et parallèle des systèmes de commande centralisée peut être modélisé en incluant tous les éléments de filtre nécessaires. Le niveau du signal de commande centralisé sur l ensemble du réseau est calculé et indiqué sur le schéma unifilaire, la fenêtre de sortie ou le navigateur Dimensionnement de filtres DIgSILENT PowerFactory dispose d une fonction particulière, facile à utiliser, pour le calcul des données de dimensionnement de tous les composants d un filtre. Toutes les tensions pertinentes aux bornes de tous les composants sont calculées et mises à disposition dans le rapport de "dimensionnement des filtres". P o w e r F a c t o r y V

46 D é b i t O p t i m a l d E n e r g i e 21 Flux de puissance optimal Le module Flux de puissance optimal (OPF) de PowerFactory est le complément idéal aux fonctions de flux de puissance existantes. Tandis que les fonctions standard calculent les flux de branches et les tensions de jeux de barres sur la base de "valeurs de consigne" spécifiées (production d énergie active/réactive, tension de générateur, positions des prises des transformateurs, etc.), l OPF calcule également les "meilleures valeurs possibles" pour optimiser une fonction objectif spécifiée par l utilisateur et une série de contraintes définies par l utilisateur. De cette manière, l OPF ajoute de l intelligence et améliore significativement l efficacité et la rapidité des calculs de réseaux. En se basant sur le calcul de flux de puissance, PowerFactory offre deux méthodes de calcul : optimisation CA basée sur un algorithme de points intérieurs selon l état actuel de la technique optimisation CC basée sur une programmation linéaire utilisant des méthodes simplex, supportant aussi l optimisation sous contraintes de contingences. Le module OPF de PowerFactory permet une configuration confortable des tâches d optimisation par la simple sélection d une fonction objectif, de variables de commande (c est-à-dire de variables de système à optimiser) et de contraintes. La solution optimale pour la fonction objectif sélectionnée est calculée en tenant compte d un certain nombre de contraintes possibles auxquelles la solution finale doit répondre. Toutes les variables de commande et contraintes peuvent être définies de manière flexible au niveau des composants Optimisation en courant alternatif (CA) Fonctions objectif supportées : Minimisation des pertes du système Minimisation des coûts (basée sur des courbes de coût arbitraires (non linéaires) pour les générateurs et des tarifs de charge pour les réseaux extérieurs) Minimisation des délestages Variables de commande : Dispatching de la puissance active des générateurs Dispatching de la puissance réactive des générateurs Positions des prises des transformateurs Shunts commutables Consommation de charge (pour délestage optimal) Contraintes supportées : Limites des flux de branches Limites de tension (min/max) pour les jeux de barres/bornes Limites de puissance active des générateurs Limites de puissance réactive des générateurs Limites des changeurs de prises des transformateurs Limites réglables des shunts Limites de flux aux limites (limites min/max pour les flux de puissance active et réactive le long d une limite quelconque définissable par l utilisateur) P o w e r F a c t o r y V

47 D é b i t O p t i m a l d E n e r g i e Du fait que l OPF peut dispatcher la puissance réactive des générateurs en tenant compte des limites de réserve et la minimisation des coûts de carburant (basée sur des fonctions de coût de carburant non linéaires), l OPF de PowerFactory est également une fonction de dispatching économique très avancée Optimisation en courant continu (CC) L optimisation CC s appuie sur une approche de programmation linéaire basée sur la sensibilité. Elle permet notamment d effectuer une optimisation sous contrainte de contingences pour une liste prédéfinie de cas de contingence. L optimisation prend simultanément en considération tous les cas de contingence, et la solution est globalement optimale et garantie réalisable dans tous les cas de contingence (c est-à-dire qu elle ne viole aucune contrainte dans aucun cas de contingence). Fonctions objectif supportées : Contrôle de faisabilité Minimisation des coûts (basée sur des courbes arbitraires (non linéaires) pour les générateurs et les tarifs de charge pour les réseaux extérieurs) Minimisation des modifications de dispatching des générateurs, c est-à-dire détermination d une solution faisable avec un redispatching minimal Minimisation des modifications de dispatching des générateurs pré- et post-défaut (disponible seulement pour l optimisation sous contrainte de contingences), c est-à-dire détermination du dispatching optimal pour le cas de base et pour chaque cas de contingence de manière à ce que la modification entre le cas de base et chaque cas de contingence soit minimale Minimisation des modifications des prises des transformateurs pré- et post-défaut (disponible seulement pour l optimisation sous contrainte de contingences), c est-à-dire détermination des réglages optimaux des prises des transformateurs pour le cas de base et pour chaque cas de contingence de manière à ce que la modification entre le cas de base et chaque cas de contingence soit minimale Variables de commande : Dispatching de la puissance active des générateurs pour le cas de base et tous les cas de contingence Positions des prises des transformateurs pour le cas de base et tous les cas de contingence Consommation de charge Contraintes supportées : Limites des flux de branches Limites de puissance active des générateurs pour le cas de base et tous les cas de contingence Limites des changeurs de prises des transformateurs - pour le cas de base et tous les cas de contingence Limites de flux aux limites (limites min/max pour les flux de puissance active et réactive le long d une limite quelconque définissable par l utilisateur) - pour le cas de base et tous les cas de contingence Nombre maximal de changements de prises par contingence P o w e r F a c t o r y V

48 A n a l y s e d e f i a b i l i t é 22 Analyse de fiabilité Les calculs de fiabilité sont essentiels pour l évaluation et la comparaison des systèmes d énergie électrique, en termes à la fois de conception et de fonctionnement. Bien que les analyses non stochastiques (c est-à-dire n-1) soient capables de mettre en lumière des événements de fonctionnement manifestement inacceptables, elles ne peuvent classer ces événements en termes de fréquence ou de durée. L outil d analyse de fiabilité de DigSILENT PowerFactory dispose de fonctions standard d évaluation de la fiabilité, associées à des méthodes de modélisation sophistiquées qui permettent d effectuer toutes les formes d analyse de fiabilité. Les modèles de défaillances sont définis au moyen de données de fréquence annuelle moyenne des défaillances et de durée de réparation. Pour les lignes et les câbles, ces données sont entrées en unités de longueur. Il existe pour les générateurs des modèles détaillés qui permettent de représenter des états non nominaux, des modèles de maintenance et de mode commun étant également disponibles. Des courbes de prévision et de croissance de charge peuvent être imposées par des caractéristiques de charge variables dans le temps. Il existe en outre des modèles pour des situations industrielles difficiles à prédire, avec possibilité d affecter à chacune son propre coût d interruption à l aide de l une des fonctions de coût suivantes : coût/client/interruption, coût/kw/interruption ou coût/interruption. Tous les modèles de défaillances et de charge peuvent être représentés soit par la méthode de Markov, dans laquelle les simples durées moyennes de réparation sont modélisées, soit par la méthode sophistiquée de Weibull-Markov, dans laquelle la variation de la durée de réparation est également modélisée. Le modèle de Weibull-Markov a également l avantage particulier de pouvoir calculer à la fois analytiquement et rapidement les indices de coût annuel d interruption, tels que les coûts d interruption de charge et de processus (industriels). Par conséquent, l outil d analyse de fiabilité de PowerFactory permet la comparaison et la justification de propositions d investissement alternatives sur une base financière. La méthode de calcul de base utilisée est une énumération analytique des états. Cette méthode est très efficace, produit des résultats exacts et possède la souplesse nécessaire pour résoudre une grande variété de problèmes de calculs de fiabilité. L analyse de fiabilité de réseaux peut être effectuée au moyen d un simple contrôle de connectivité (prévu à l origine pour les réseaux distribués) ou sur la base de calculs de flux de puissance en CA qui prennent en compte les délestages dus à des surcharges ou à des contraintes de tension (pour l analyse de réseaux de production et de transport). L approche combine une analyse topologique rapide pour éliminer les défauts, isoler les défauts et rétablir l alimentation au moyen de techniques pour le flux de puissance en CA et de méthodes d optimisation afin de minimiser le risque de coupure d alimentation et coordonner les transferts de charge et le délestage. Enfin, les résultats de toutes les évaluations de fiabilité peuvent être présentés au format texte, sous forme de graphiques définis par l utilisateur ou dans l environnement graphique unifilaire Modèles de défaillances Les modèles de défaillances pour l évaluation de la fiabilité des réseaux incluent : Les défaillances de lignes, câbles, transformateurs, générateurs/réseaux extérieurs et jeux de barres Les deuxièmes défaillances indépendantes ("n-2") Les défaillances de mode commun Les doubles défauts de terre Le dysfonctionnement de coupe-circuit/disjoncteurs Des modèles de défauts transitoires (pour indices d interruption momentanée) P o w e r F a c t o r y V

49 A n a l y s e d e f i a b i l i t é Outre les modèles de défaillance ci-dessus, on peut aussi prendre en considération des arrêts de service planifiés par exemple pour une maintenance. Des modèles de défaillances spéciaux peuvent être utilisés par différents composants du réseau pour partager les données de défaillances. Les modèles de défaillances contiennent des informations de défauts stochastiques (fréquence annuelle moyenne de défauts permanents et transitoires ou de terre sur une base par km, ainsi que de durées moyennes de réparation). L interface d utilisateur de PowerFactory permet à la fois une configuration facile et une modification simple des données d entrée pour différentes études. La fonction de maintenance simule les effets de la fiabilité du réseau face à des scénarios d arrêt de service planifiés prédéfinis. La maintenance des composants individuels du réseau peut être modélisée sur une base horaire Enumération des états Se basant sur le modèle de réseau et les données de défaillance, l analyse de fiabilité génère et analyse les cas de contingence résultants. En outre, l utilisateur peut modéliser les courbes de prévision et de croissance de charge en introduisant des caractéristiques de charge variables dans le temps. PowerFactory dispose de fonctions très efficaces pour évaluer la fiabilité dans le temps avec des données de charge variables, au moyen des techniques suivantes : Groupement des états de charge dans l algorithme d énumération des états Analyse des corrélations de variation de charge, réduisant ainsi le nombre total d états de charge Emploi de techniques d approximation linéaires pour améliorer les performances dans le cas de grands nombres d états de charge 22.3 Analyse des effets des défaillances L analyse des effets des défaillances (FEA) simule à la fois les réactions automatiques et manuelles aux défauts des dispositifs de protection installés et erreurs des opérateurs du système lors de chaque évaluation de fiabilité. La FEA peut être vérifiée et affinée d une manière interactive afin de s adapter exactement au système réel et aux réactions des opérateurs. L analyse des effets des défaillances comprend : L élimination automatique défauts par les dispositifs de protection L isolement automatique ou manuelle des défauts Le rétablissement automatique ou manuel de l alimentation par reconfiguration du réseau Cela inclut des méthodes sophistiquées de sectionnalisation et de rétablissement stratégique de l alimentation qui opèrent en trois phases distinctes : - Phase 1 : Sectionnalisation par dispositifs de commutation télécommandés - Phase 2: Sous-sectionnalisation de secteurs stratégiques - Phase 3: Restauration totale du système La sectionnalisation supporte les actions de commutation série et parallèle (basées sur les temps d accès aux stations). La réduction des surcharges par redispatching optimisé des générateurs, transferts de charge et délestage, en prenant en compte les priorités de charge et le montant de charge pouvant être délestée. Le délestage en sous-tension Dans les analyses de réseaux de production et de transport classiques, on suppose qu il peut se produire des surcharges après l apparition de défauts. On utilise un flux de puissance CA complet, incluant un redispatching de P o w e r F a c t o r y V

50 A n a l y s e d e f i a b i l i t é base des générateurs et un changement automatique des prises de transformateurs, pour analyser les conditions du système après l apparition de défauts. Un transfert de charge et/ou un délestage sont ensuite simulés en plus. Dans les cas dans lesquels on peut supposer que la restauration du système n entraînera aucune surcharge, on peut omettre le délestage et une analyse rapide de la connectivité du réseau est suffisante Indices du système et résultats Le Module Evaluation de fiabilité du réseau de PowerFactory calcule tous les indices classiques de fiabilité. Les indices suivants sont disponibles, entre autres : Indices du système (disponibles aussi pour lignes d alimentation, zones et secteurs définis par l utilisateur) : SAIFI (System Average Interruption Frequency Index), indice de fréquence d interruption par client desservi CAIFI (Customer Average Interruption Frequency Index), indice de fréquence d interruption par client coupé SAIDI (System Average Interruption Duration Index), indice moyen d interruption par client desservi CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index), indice de durée moyenne d une interruption ASIFI (Average System Interruption Frequency Index), indice moyen de fréquence d interruption par client desservi ASIDI (Average System Interruption Duration Index), indice moyen de durée d interruption par client desservi ASAI (Average Service Availability Index), indice de disponibilité moyenne du service ASUI (Average Service Unavailability Index), indice d indisponibilité moyenne du service ENS (Energy Not Supplied), énergie non fournie AENS (Average Energy Not Supplied), énergie moyenne non fournie ACCI (Average Customer Curtailment Index), indice de contingentement moyen par client EIC (Expected Interruption Cost), coût d interruption attendu IEAR (Interrupted Energy Assessment Rate), taux évalué de l énergie interrompue SES (System Energy Shed), perte d énergie du système LOLE (Loss of Load Expectancy), perte de charge probable LOEE (Loss of Energy Expectation), perte d énergie attendue LOLF (Loss of Load Frequency), fréquence de perte de charge LOLD (Loss of Load Duration), durée de perte de charge MAIFI (Momentary Average Interruption Frequency Index), indice de fréquence moyenne d interruption momentanée Indices de charge : AID (Average Interruption Duration), durée moyenne d interruption ACIF (Average Customer Interruption Frequency), fréquence moyenne d interruption par client ACIT (Average Customer Interruption Time), temps moyen d interruption par client LPIT (Load Point Interruption Time), temps d interruption par point de charge P o w e r F a c t o r y V

51 A n a l y s e d e f i a b i l i t é LPIF (Load Point Interruption Frequency), fréquence d interruption par point de charge LPENS (Load Point Energy Not Supplied), énergie non fournie par point de charge LPEIC (Load Point Expected Interruption Costs), coûts d interruption attendus par point de charge LPCNS (Load Point Customers Not Supplied), clients non alimentés par point de charge LPPNS (Load Point Power Not Supplied), énergie non fournie par point de charge LPPS (Load Point Power Shed), perte de puissance par point de charge LPES (Load Point Energy Shed), perte d énergie par point de charge LPIC (Load Point Interruption Costs), coûts d interruption par point de charge TCIF (Total Customer Interruption Frequency), fréquence d interruption totale par client TCIT (Total Customer Interruption Time), temps d interruption total par client Indices de jeux de barres : AID (Average Interruption Duration), durée moyenne d interruption LPIF (Yearly Interruption Frequency), fréquence annuelle d interruption LPIT (Yearly Interruption Time), temps annuel d interruption 22.5 Caractéristiques particulières Les fonctions d évaluation de fiabilité de réseau sont totalement intégrées dans PowerFactory, profitant ainsi de la gestion et du traitement de données extrêmement flexibles du logiciel pour la préparation de calculs individuels Flexibilité élevée Chaque cas de défaut est créé et analysé sur la base d événements (c est-à-dire d événements de commutation, d événements de délestage, d événements de redispatching). Par défaut, les événements sont créés automatiquement par l algorithme de calcul de fiabilité. L utilisateur peut cependant analyser, adapter et affiner lui-même les cas individuels d une manière très flexible. Le calcul de fiabilité prend alors en considération les événements définis par l utilisateur pour l analyse des effets d une défaillance (FEA) au lieu de les créer automatiquement Traçage de cas individuels L utilisateur peut examiner les résultats d un défaut unique en exécutant le cas de défaut en question dans le mode trace, une analyse pas à pas qui balaye les actions individuelles de la FEA. Les actions de commutation et les événements de délestage/dispatching des générateurs créés par le calcul de fiabilité sont alors appliqués au réseau et les résultats peuvent être visualisés et analysés après chaque pas de temps Puissants outils de sortie pour la représentation des résultats De nombreuses options sont disponibles pour la sortie des résultats : Rapports formatés Vues tabulaires des résultats (intégrées dans le gestionnaire de données de PowerFactory) Représentations graphiques des résultats Différents modes de colorisation P o w e r F a c t o r y V

52 A n a l y s e d e f i a b i l i t é Contributions aux indices de fiabilité Les outils de post-traitement permettent le calcul des contributions des composants individuels aux indices du système. De cette manière, l utilisateur peut étudier l impact de certains composants du réseau (tels que les lignes/câbles, transformateurs, etc.) sur les indices globaux du système. De même, des charges peuvent être groupées en classes de charge (industrielles, agricoles, domestiques, etc. ) et leur contribution, par exemple aux indices d énergie, peut être évaluée Développement des indices au cours des ans En tenant compte de l évolution du modèle de réseau et des données de défaillance avec le temps, PowerFactory supporte le calcul et la visualisation des indices de fiabilité sur plusieurs années. P o w e r F a c t o r y V

53 E s t i m a t i o n d é t a t s 23 Estimation d états L estimateur d états de PowerFactory permet une analyse précise en temps réel de l ensemble du système sur la base des informations fournies par des données surveillées sélectivement, par exemple celles d un système SCADA installé. L objectif de l estimateur d états est d évaluer les injections de générateur et de charge de manière à ce que la solution résultant du flux de puissance corresponde aussi étroitement que possible aux flux de branches mesurés et aux tensions de jeux de barres. L estimateur d état de PowerFactory permet par exemple : Une définition flexible d appareils de mesure extérieurs dans le modèle de réseau, supportant les types de mesure suivants : - flux de puissance active et réactive dans les branches - courants de branche (amplitude) - tensions de jeux de barres (amplitude) - état des disjoncteurs - position des prises de transformateurs La sélection par l utilisateur des états à estimer/optimiser : - charges : demande d énergie active et réactive, ou au choix facteur de mise à l échelle - alternateurs et générateurs statiques : production d énergie active et réactive - machines asynchrones : production d énergie active - compensateurs statiques d énergie réactive : injection d énergie réactive - transformateurs : positions des prises Estimation très précise de l état du système total, minimisant les écarts avec les valeurs mesurées Algorithmes d optimisation non linéaire à convergence rapide Contrôle d observabilité basé sur une nouvelle approche d analyse de sensibilité - Détection des états du système non observables - Groupement des états non observables en classes d équivalence - Détection des emplacements de mesures redondants Stratégies novatrices de patching pour les secteurs non observables ; utilisation de pseudo-mesures créées automatiquement Détection des données erronées dans la boucle Contrôles de plausibilité des mesures à titre de prétraitement, telles que : - Contrôle des sommes de nœuds pour énergie active et réactive - Contrôle de cohérence des directions de flux de puissance active de chaque côté des éléments de branche - Contrôle de pertes de branche non réalistes et de charges de branche non réalistes - Contrôle de pertes négatives sur les éléments de branche passifs - Contrôle de flux de branche importants sur les éléments de branche ouverts Rapports statistiques et modes de colorisation pour visualiser la qualité de mesure Représentation des systèmes CA/CC à grande échelle avec de nombreuses fonctions L estimateur d états de PowerFactory supporte un grand nombre d options de communication telles que OPC (OLE pour commande de processus) ou Interface Shared Memory pour l implémentation d un échange de données avec tout type de système SCADA. P o w e r F a c t o r y V

54 S o u p l e s s e d e l a M o d é l i s a t i o n D y n a m i q u e 24 Flexibilité pour la modélisation dynamique (DSL) DIgSILENT PowerFactory offre une flexibilité jamais atteinte pour répondre aux besoins de modélisation spécifiques des utilisateurs pour l analyse de stabilité (RMS et EMT). La base de cette flexibilité élevée est formée par des schémas de câblage d objets graphiques appelés frames de modèles composites (en anglais Composite Model Frames). Ils offrent un moyen convivial pour configurer des relations de blocs fonctionnels (slots) au moyen d objets de connexions de signaux. Tout objet PowerFactory existant peut être inséré dans un slot de frame de modèle composite. Les frames peuvent être groupées et imbriquées jusqu à un degré quelconque de complexité. Des centaines d objets tels que composants de système d énergie (par exemple jeux de barres, générateurs, lignes, transformateurs, moteurs, régulateurs de tension, générateurs de force motrice, stabilisateurs de réseaux électriques, machines d entraînement de moteurs, relais, composants de relais, transformateurs de courant, transformateurs de tension, fichiers de mesure, dispositifs FFT, horloges temps réel, transducteurs de signaux RMS, identificateurs de paramètres, régulateurs, composants de commande de centrales, convertisseurs analogique/numérique, liaisons RPC) génèrent des fichiers de résultats ou des objets d affichage qui sont à la disposition de l utilisateur. Lorsque des fonctions supplémentaires, qui ne sont pas incluses dans le modèle intégré et la bibliothèque de macros, sont nécessaires, celles-ci peuvent être créées à l aide du langage DSL. Principales caractéristiques du Langage de Simulation DigSILENT (DSL) : Définition flexible de macros, fonctions et modèles, non limitée à l emploi de blocs prédéfinis d un langage de simulation orienté blocs (BOSL). DSL est un langage de simulation de système continu (CSSL) qui permet une description syntaxique complète de systèmes linéaires et non linéaires continus ainsi que de systèmes numériques. DSL est dédié aux schémas de commande et logiques généraux ; il s agit d un langage non procédural étant donné que l ordre des éléments peut être choisi arbitrairement. Les éléments syntaxiques de DSL sont des équations algébriques et différentielles ainsi que des fonctions intrinsèques telles que blocs de limitation de signal, approximations de tableaux et de courbes, temporisation, procédures d interruption, blocs logiques, etc. Les éléments de commande de base tels que PID, PTNn ou même des sous-systèmes physiques complets tels que des groupes de valves CCHT ou des systèmes d excitation peuvent être définis en tant que macros ou fonctions de haut niveau. Calcul automatique de conditions initiales au moyen de différentes procédures itératives pour l initialisation d équations non linéaires complexes de systèmes couplés. Mise à disposition de différentes procédures formelles pour la détection d erreurs et le test, par exemple détection de boucles algébriques, signalisation de variables non utilisées et non définies et de conditions initiales manquantes. Les modèles DSL sont pris en compte par la simulation EMT/MRS de PowerFactory. Une modélisation multi-niveaux est possible pour différentes descriptions d états stables et les domaines temporels transitoires (court/moyen terme, long terme et électromagnétique). Les modèles DSL peuvent être créés en dessinant un "bloc-diagramme". Chaque "bloc" peut contenir un autre modèle DSL, une macro ou une séquence quelconque de syntaxe DSL. L éditeur DSL génère ensuite automatiquement la description DSL et fournit également des fonctions de test direct du modèle, par exemple l analyse de valeurs propres ou des tests de réponse indicielle du modèle DSL complet ou seulement de sous-modèles. Implémentation de DSL P o w e r F a c t o r y V

55 S o u p l e s s e d e l a M o d é l i s a t i o n D y n a m i q u e Le langage de simulation DIgSILENT (DSL) est totalement intégré dans le noyau de PowerFactory via l interface utilisateur graphique. Signaux : il est possible d accéder aux signaux d entrée et de sortie spécifiques définis pour tous les objets PowerFactory ainsi qu à toute variable définie dans un modèle DSL dans leur mode d écriture ou de lecture correspondant. Interruptions : les conditions dérivées de modèles DSL peuvent entraîner l envoi d interruptions au noyau de simulation où elles sont placées dans la file d attente des événements. Sortie et surveillance : certaines conditions peuvent déclencher l affichage d une sortie dans la fenêtre de sortie et son enregistrement dans le fichier journal de simulation. Fonctions avancées Les modèles DSL peuvent interagir directement avec des processus extérieurs, par exemple des interfaces DAQ, des modules SIMULINK ou d autres systèmes logiciels, par l intermédiaire de canaux de communication synchronisés. Support de client OPC et communication par mémoire partagée Les procédures écrites en code C++ peuvent être liées directement via des mécanismes d interface appropriés Cryptage des modèles DSL pour la protection des données confidentielles Code C++ spécifique à l utilisateur L utilisateur dispose de deux options pour la combinaison de l approche de modélisation DSL de PowerFactory avec un code C++ développé extérieurement. 1. Des fonctions intrinsèques définies par l utilisateur peuvent être liées à l aide de DLL externes de manière à étendre la vaste gamme de fonctions intrinsèques DSL standard telles que : abs, sin, cos, exp, etc. et de fonctions DSL spéciales telles que lapprox, lim, limstate, delay, picdro, time, file, flipflop, etc. Les fonctions intrinsèques définies par l utilisateur doivent être liées à PowerFactory par la DLL "digexfun". 2. Les modèles complets définis par l utilisateur, de tout niveau de modélisation, liés via la DLL digexdyn, sont supportés pour tout système discret. Les applications typiques sont des systèmes de commande numérique qui sont exécutés par l intermédiaire d appels synchronisés par horloge, des modèles de simulation implémentés via des équations différentielles ou des modèles qui contiennent en interne leurs variables d état et leurs algorithmes d intégration. P o w e r F a c t o r y V

56 D y n a m i q u e d e s s y s t è m e s d é n e r g i e 25 Dynamique des systèmes d énergie 25.1 Fonctions générales Le noyau de simulation ultra-précis de PowerFactory pour des simulations temporelles RMS et EMT, complété par une bibliothèque complète de modèles et une fonction de modélisation graphique définissable par l utilisateur (langage de simulation DIgSILENT (DSL)), offre une plate-forme souple et puissante pour la résolution de problèmes de stabilité de systèmes ainsi que de tâches de simulation électromagnétique. Fonctionnalités de modélisation de réseau Simulation de systèmes radiaux et maillés CA à 1, 2, 3 et 4 phases et/ou de systèmes CC Validité de modélisation allant de la basse tension (BT) à l ultra-haute tension (UHT) Modélisation de production d énergie distribuée et fonctionnalités de simulation Modèles d énergie éolienne de grande précision avec différentes technologies Conditions de charge de réseau équilibrées et déséquilibrées Simulation de réseaux électriques ferroviaires Modèles de simulation avancés Modèles de grande précision pour machines synchrones à pôles massifs et saillants, modèle de machine asynchrone incluant un modèle de machine asynchrone à double alimentation avec convertisseur PWM intégré ou connecté extérieurement. Systèmes d entraînement à vitesse variable (VSD), convertisseurs PWM et autres éléments électroniques de puissance tels que démarreurs progressifs, inverseurs et onduleurs. En général, tous les éléments de systèmes d énergie disponibles sont également supportés pour les simulations de stabilité. Modèles de charges généraux dans lesquels l inertie, les tensions de jeux de barres et la dépendance de la fréquence sont représentés ; modèle spécial de «charge concentrée» pour représenter avec précision les feeders avec un pourcentage élevé de charge de moteurs (RMS seulement). Une fonction de modélisation des effets de démarrage des moteurs est incluse et a été développée sur la base d essais complets de système. Modèles génériques de turbines d éoliennes avec alternateurs asynchrones à double alimentation, alternateurs synchrones à entraînement direct et alternateurs asynchrones à compensation statique de puissance réactive (STATCOM). Des modèles de turbines d éolienne de grande précision spécifiques aux constructeurs sont disponibles sur demande. Vaste bibliothèque de modèles de régulateurs IEEE, couvrant les générateurs de force motrice, les régulateurs automatiques de tension (AVR) et les stabilisateurs de réseau électrique (PSS). Support de la bibliothèque complète de protection DIgSILENT pour analyses de stabilité. Représentation de réseau RMS Avant le démarrage d une simulation dynamique RMS ou EMT, un calcul des conditions initiales est effectué sur la base d un flux de puissance convergent, avec les options de représentation de réseau suivantes : Simulation RMS seulement Système direct seulement représentation RMS classique pour les études de stabilité Simulation RMS et EMT P o w e r F a c t o r y V

57 D y n a m i q u e d e s s y s t è m e s d é n e r g i e Représentation RMS à phases A-B-C supportant un chargement de réseau déséquilibré initialisé par un flux de puissance équilibré ou déséquilibré, permettant une définition précise de toute condition de défaut de réseau déséquilibré, y compris des interruptions de lignes monophasées et diphasées. Ce mode de représentation de système évite de fastidieux calculs manuels de défaut d impédance équivalente et permet l accès à toute grandeur des phases A-B-C pour des représentations graphiques ou une modélisation précise (par exemple de dispositifs de protection). Algorithmes de simulation RMS Technique d intégration ultra-précise à pas de progression fixe ou variable pour la résolution d équations de flux de puissance CA et CC et de modèles dynamiques. Elle est combinée avec une représentation de modèle électromécanique non linéaire pour permettre un haut degré de précision des calculs, une stabilité algorithmique et une validité du domaine temporel. Algorithme de simulation A-stable pour le traitement efficace des systèmes rigides. Applicable à l ensemble des modèles sélectionnés ou à l un quelconque de ceux-ci, avec une adaptation automatique du pas de progression à contrôle d erreurs sur quelques millisecondes, minutes et même heures, et un traitement précis des interruptions et discontinuités. Algorithmes de simulation EMT Le calcul des conditions initiales est effectué avant la simulation EMT et basé sur un flux de puissance résolu (symétrique ou dissymétrique). Par conséquent, il n est pas nécessaire de sauvegarder les valeurs de l état stable qui sont atteintes après amortissement des transitoires. Des méthodes spéciales d intégration numériques ont été implémentées dans DIgSILENT PowerFactory pour éviter des oscillations numériques causées par des dispositifs de commutation et d autres caractéristiques non linéaires. Technique d intégration ultra-précise à pas de progression fixe ou variable pour la résolution de transitoires de réseau CA et CC et de modèles dynamiques. Elle est combinée avec une représentation de modèle électromécanique non linéaire pour permettre un haut degré de précision des calculs, une stabilité algorithmique et une validité du domaine temporel. Traitement des défauts et interruptions L utilisateur peut interrompre la simulation à tout moment, soit manuellement, à un moment d interruption programmé, soit automatiquement selon des conditions d interruption définies. Quand la simulation est interrompue, la plupart des commandes de PowerFactory telles qu affichage ou impression de résultats de flux de puissance, contrôle des tensions de jeux de barres, calcul de valeurs propres ou analyse d état de régulateurs, etc. peuvent être exécutées. En activant des types de défaut prédéfinis ou en accédant à des variables PowerFactory pour les modifier, on peut implémenter un type quelconque de défaut. Les défauts typiques sont : - Déclenchement d un élément quelconque du système d énergie tel que ligne, transformateur, charge de feeder ou générateur ; - Application et élimination de défauts aux sous-stations ou le long des lignes ; - Ouverture et fermeture de disjoncteurs par exemple simulation de délestage, de commutation de shunt, de démarrage/déclenchement de machines synchrones et asynchrones, ou lors de la simulation de la synchronisation de secteurs isolés au moyen de relais de contrôle de synchronisme ; - Introduction d "événements de modification de paramètre", permettant la modification de tout paramètre intégré ou paramètre modélisé dans DSL ; - Définition et introduction d événements inter-circuits ; - Génération d événements de message et de défaillance ; P o w e r F a c t o r y V

58 D y n a m i q u e d e s s y s t è m e s d é n e r g i e - Modification des tailles des pas d intégration ; - Modification pilotée par événement de variables et de signaux, soit manuellement, soit via des modèles DSL ou par référence à des fichiers de mesures externes. Traitement des sorties de simulation Toute variable PowerFactory ou toute grandeur définie dans le réseau de transmission, les modèles dynamiques intégrés ou les modèles DSL peut être sélectionnée pour observation de la simulation ou pour un tracé ultérieur dans des schémas x/t ou x/y ou dans tout autre instrument virtuel (VI) disponible. Outre ces variables, l interpréteur d expressions algébriques DSL et l outil d évaluation d expressions logiques peuvent être utilisés pour générer d autres signaux ou des grandeurs quelconques définies par l utilisateur. Les fichiers de traçage peuvent être conservés en vue d un nouveau tracé pour comparaison avec des exécutions ultérieures. Journal de fenêtres de sortie sur tous les événements de simulation, fournissant une analyse détaillée des événements entrés manuellement ou lancés automatiquement. Les résultats de simulation sont enregistrés dans un format de fichier binaire propriétaire PowerFactory qui peut être directement converti au format COMTRADE. Caractéristiques particulières de la simulation de stabilité PowerFactory Simulation d un simple clic utilisant la définition PowerFactory des projets et cas d étude Simulation en temps réel avec intervalles de synchronisation en temps réel définis par l utilisateur (RMS seulement) Synchronisation parallèle et séquentielle pour une simulation intégrée, par exemple pour la simulation de certaines sections de réseau en mode RMS, les autres étant simulées en mode EMT. Communication des signaux inter-processus en temps réel par liaison OPC Fonctions d interfaçage analogique/numérique et numérique/analogique (par exemple simulation "matériel dans la boucle" (hardware-in-the-loop)) 25.2 Fonctions d analyse de stabilité Simulation RMS avec représentation des phases A-B-C La représentation des composants à l état stable avec les phases A-B-C du système d énergie constitue la base d une analyse de fréquence de tout état de fonctionnement d un réseau asymétrique. Initialisation par flux de puissance équilibré ou déséquilibré Simulation de conditions de charge déséquilibrées dans des systèmes CA monophasés, diphasés et triphasés et des systèmes CC Simulation d un nombre et d une combinaison quelconques de défauts asymétriques, y compris des interruptions de lignes monophasées et diphasées Le mode de représentation par système à phases A-B-C évite de fastidieux calculs manuels d impédance équivalente de défaut. Il permet l accès à une grandeur quelconque des phases A-B-C pour des représentations graphiques ou des modélisations précises (par exemple de dispositifs de protection) P o w e r F a c t o r y V

59 D y n a m i q u e d e s s y s t è m e s d é n e r g i e Stabilité à long terme Dans de nombreux cas, les calculs de stabilité doivent être exécutés sur de longues périodes pour prendre en considération les effets des systèmes de régulation plus lents tels que régulation de chaudière, d interconnexion de réseaux ou de changeur de prises de transformateur. D autres applications sont constituées par des charges variables ou par l énergie éolienne, pour laquelle l impact des fluctuations de la vitesse du vent doit être analysé. Dans de tels cas, les dynamiques à court terme et à moyen terme ont déjà atteint un état stable, mais on observe encore des transitoires lents. Simulations de la stabilité à long terme basées sur des algorithmes de pas de progression adaptatifs avec adaptation de la taille du pas de progression à précision contrôlée, de quelques millisecondes à plusieurs minutes, sans diminution de la précision ni manipulation du comportement transitoire. Algorithme de simulation A-stable couvrant totalement les transitoires rapides ainsi que les processus dynamiques lents, semi-stables, avec traitement hautement précis des événements (systèmes rigides). Applications typiques Analyse de la stabilité de tension en tenant compte des effets de variations de charge, des limites des changeurs de prises de transformateurs et de la puissance réactive Analyse à long terme du flicker en cas de production fluctuante d énergies renouvelables ou de charges variables Analyse et optimisation de régulations secondaires 25.3 Régime transitoire de démarrage de moteurs La fonction Régime transitoire de démarrage de moteurs de PowerFactory analyse les scénarios de démarrage de moteur dans lesquels l effet d un démarrage de moteur sur la fréquence peut être négligé. Les questions typiques qui se posent dans de telles situations sont : Quelle est la chute de tension maximale? (Il ne s agit typiquement pas de la chute de tension initiale à t = 0) Le moteur est-il capable de démarrer contre le couple de charge? Quel est le temps nécessaire pour atteindre la vitesse nominale? Quelle sera la charge du réseau d alimentation et quelles options de démarrage doivent-elles être envisagées? La fonction Régime transitoire de démarrage de moteurs utilise le module de stabilité de PowerFactory et met à disposition un raccourci préconfiguré pour appeler facilement l analyse de démarrage de moteur. Le démarrage de moteur est initié en sélectionnant les moteurs correspondants dans le diagramme unifilaire et en lançant le calcul de démarrage du moteur. Un flux de puissance CA/CC complet, symétrique ou asymétrique, est calculé avant l événement de démarrage du moteur ; des VI présélectionnés et préconfigurés sont créés et mis à l échelle automatiquement, offrant à l utilisateur une souplesse totale pour la configuration. Prise en considération de modèles de moteur complexes et de grande précision, avec estimation des paramètres intégrée. Une bibliothèque complète de moteurs à basse tension, moyenne tension et haute tension est fournie. Le moteurs typiques supportés sont : machines asynchrones à simple et double cage, moteurs à cage d écureuil et moteurs à bagues collectrices, machines asynchrones à double alimentation, moteurs synchrones. P o w e r F a c t o r y V

60 D y n a m i q u e d e s s y s t è m e s d é n e r g i e Accès à la bibliothèque de modèles avec les caractéristiques des machines entraînées par moteur (caractéristiques couple-vitesse) avec support flexible de modélisation par l utilisateur. Support de différentes méthodes de démarrage telles que démarrage direct, démarrage étoile-triangle, résistance de rotor variable, démarreur progressif par thyristor, démarreur progressif par transformateur, entraînements à vitesse variable, etc. ; démarrage à partir d une vitesse de rotation quelconque. Flexibilité totale dans la prise en compte de séquences de démarrage. Représentation complète des générateurs avec support d un modèle/avr (régulateur automatique de tension) sur la base de modèles intégrés (par exemple modèles IEEE) ainsi que de modèles définis par l utilisateur utilisant l approche DSL ; prise en considération de dispositifs de protection tels que protection de sous-tension, protection de surintensité, relais de redémarrage automatique (EMR) ou transformateur à changement de prises en charge (OLTC) Transitoires électromagnétiques (EMT) DIgSILENT PowerFactory est équipé d un noyau de simulation EMT pour résoudre les problèmes des systèmes d énergie qui sont provoqués par des phénomènes électromagnétiques tels que foudre, commutations, surtensions temporaires, effets de ferro-résonance ou problèmes de résonance sub-synchrone. Associé à une bibliothèque complète de modèles et à un système de modélisation graphique définissable par l utilisateur (langage de simulation DIgSILENT), il fournit une plate-forme extrêmement flexible et puissante pour la résolution des problèmes causés par les transitoires électromagnétiques. Toute combinaison de système maillés CA monophasés, diphasés et triphasés et/ou de systèmes CC peut être représentée et calculée simultanément, des systèmes de transport haute tension jusqu aux charges résidentielles et industrielles dans des systèmes de distribution à basse tension. Les modèles intégrés en standard comprennent : Des modèles de ligne et câble à paramètres localisés et distribués, constants et dépendants de la fréquence. Des transformateurs et autotransformateurs à 2 et 3 enroulements pour systèmes monophasés, diphasés ou triphasés, incluant capacités parasites, impédances dépendantes des prises et effets de saturation. Définition flexible de la réactance de magnétisation non linéaire ; valeurs polynomiales à deux pentes du courant de flux. Des branches passives RLC, des bancs de condensateurs et des filtres de multiples configurations. Des dispositifs de protection contre les surtensions, incluant le calcul de l absorption d énergie Des sources CA et CC de tension et de courant Des sources pulsées (à modéliser par DSL) Des modèles de transformateurs de tension, de courant et de puissance, incluant le calcul des effets de saturation Des condensateurs série, incluant des varistances à oxyde métallique (MOV) et des commutateurs de dérivation Des composants électroniques de puissance discrets tels que diodes, thyristors, transistors IGBT Des groupes de valves CCHT (configurations en pont de Graetz à 6 et 12 impulsions) et d autres dispositifs FACTS tels que SVC, UPFC, TCSC et STATCOM Des machines synchrones et asynchrones, des générateurs asynchrones à double alimentation Des modèles de disjoncteurs (à modéliser par DSL) P o w e r F a c t o r y V

61 D y n a m i q u e d e s s y s t è m e s d é n e r g i e Une commutation stochastique (procédures à implémenter par scripts DSL). Le progiciel offre un environnement graphique puissant et convivial pour l évaluation des résultats de simulation, caractérisé par : Des tracés personnalisables par l utilisateur pour représenter des formes d onde, incluant des options de filtrage, de mise à l échelle, etc. Le calcul des transformées rapides de Fourier (FFT) Des fonctions d exportation vers des fichiers COMTRADE, un format de tableur, fichiers CSV, fichiers WMF, etc Identification dynamique des paramètres du système Des procédures intégrées d identification du système et d optimisation générale fournissent une méthode rapide et précise pour déterminer des paramètres de modèles sur la base de tests du système et de mesures sur le terrain. L outil Identification des paramètres intégré dans PowerFactory permet d estimer les paramètres de systèmes à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) qui sont décrits par tout type de modèle DSL non linéaire. La procédure d identification est complètement intégrée dans la définition graphique des frames et le bloc-diagramme et permet en outre l estimation de paramètres pour des modèles intégrés (par exemple de charges et de générateurs) qui font partie d un modèle de réseau électrique. Les procédures d optimisation disponibles sont très génériques et peuvent aussi être employées pour accorder les paramètres de manière optimale, par exemple pour le réglage des stabilisateurs de réseau électrique (PSS) conformément aux fonctions de réponse définies d un modèle Simulation en temps réel avec PowerFactory La simulation de stabilité PowerFactory (mode RMS) peut être facultativement exécutée en temps réel, offrant ainsi une série de possibilités supplémentaires. Le Simulateur d entraînement en temps réel est intégré dans les systèmes SCADA existants pour : entraîner le personnel opérateur à répondre de façon précise et efficace aux états anormaux du système, empêchant ainsi des détériorations ultérieures du système ; localiser et étudier les conditions de fonctionnement non sûres et calculer les marges de sécurité nécessaires ; permettre à l opérateur de mieux comprendre des phénomènes tels que dynamique de base du Serveur OPC - Exécution de défaut - Modification des points de consignes - Commutation CB Client OPC Points de synchronisation en temps réel Points intermédiaires d intégration d itération en temps non réel Moteur PowerFactory système, commande du système, stabilité et protection qui sont normalement trop rapides pour être observées par l opérateur. Un résumé sur l utilisation typique du simulateur en temps réel peut être trouvé sur : Base de données PowerFactory Mode de simulation RMS en temps réel P o w e r F a c t o r y V

62 D y n a m i q u e d e s s y s t è m e s d é n e r g i e Des Tests de matériel en boucle sont souvent utilisés pour développer, analyser et accorder les systèmes de contrôle pour un type quelconque de turbine, générateur ou système de commande surimposé comme un régulateur de réseau intelligent. Les applications comprennent : La simulation en temps réel de réseaux, systèmes de test ou sous-stations typiques, y compris des générateurs, leurs systèmes de commande et les dispositifs de protection associés. La communication avec les équipements existants tels que régulateurs ou relais via OPC, mémoire partagée ou systèmes analogiques/numériques. La simulation de scénarios de perturbation de réseau, l analyse de sensibilité sur les conditions de fonctionnement de réseau, l accord des régulateurs, l étude de structures de commande, etc. P o w e r F a c t o r y V

63 S t a b i l i t é d e s s i g n a u x f a i b l e s 26 Stabilité des signaux faibles L outil d analyse modale de DIgSILENT PowerFactory permet l analyse de signaux faibles d un système dynamique multi-machines. La représentation du système est identique à celle du modèle temporel. Elle couvre tous les composants de réseau tels que générateurs, moteurs, charges, SVS, FACTS ou tout autre composant utilisé dans la représentation du système, y compris les modèles de régulateurs et de centrale électrique. L analyse des valeurs propres et des vecteurs propres est appropriée pour des études de stabilité oscillatoire à basse fréquence, le réglage des PSS, la détermination d options d interconnexion et de leurs principales caractéristiques et constitue un complément naturel à l environnement de simulation dans le temps. Elle permet également le calcul des sensibilités modales par rapport aux régulateurs des générateurs ou de centrales électriques, des caractéristiques de charge, de la compensation de puissance réactive ou de tout autre équipement modélisé dynamiquement. L analyse des valeurs propres de PowerFactory est très conviviale et ne nécessite qu une configuration minimale de la commande. Les étapes de calcul sont les suivantes : Sur la base d un flux de puissance convergent et adapté, l analyse modale commence par le calcul des conditions initiales du système. Comme alternative, on peut utiliser un état d interruption quelconque d une simulation temporelle comme condition initiale. La matrice A du système est construite automatiquement pour le système complet (comprenant les générateurs, les charges générales, les modèles prédéfinis de l installation et des régulateurs ainsi que les équipements DSL). La linéarisation du système et du modèle y compris les modèles définis par l utilisateur est effectuée au moyen de procédures itératives. Les dispositifs limitants sont désactivés automatiquement. La représentation du modèle de réseau est équivalente à celle du modèle de simulation et permet une comparaison/validation directe des résultats de simulation dans le domaine temporel et des résultats de l analyse modale. Support de l algorithme QR ainsi que de la méthode d Arnoldi-Lanczos. o Calcul de toutes les valeurs propres sur la base de l algorithme QR. o Calcul sélectif des valeurs propres : calcul d une partie définie du spectre des valeurs propres : calcul d un nombre définissable par l utilisateur de valeurs propres (les plus proches) au voisinage d un point de référence complexe. basé sur la méthode d Arnoldi-Lanczos recommandé comme approche rapide pour les systèmes d ordre élevé, pour lesquels le calcul de toutes les valeurs propres avec l algorithme QR demande trop de temps. Les résultats de calcul comprennent les valeurs propres (en plus d informations sur l oscillation telles que la fréquence amortie, le taux d amortissement, la constante de temps d amortissement, etc.) et les vecteurs propres gauches et droits. A partir des vecteurs propres, on peut établir les différents facteurs de machine tels que contrôlabilité, observabilité et participation par rapport à chaque mode. De puissants outils pour la représentation des résultats sont disponibles après le traitement. o Représentation tabulaire des résultats des : Valeurs propres (en plus d informations sur l oscillation telles que la fréquence amortie, le taux d amortissement, la constante de temps d amortissement, etc.) Vecteurs propres (contrôlabilité, observabilité et participation des machines individuelles pour chacun des modes sélectionnés) P o w e r F a c t o r y V

64 S t a b i l i t é d e s s i g n a u x f a i b l e s o Diagramme des valeurs propres Visualisation des valeurs propres calculées dans le plan gaussien Différentes options de filtrage et de mise à l échelle Détermination automatique de la limite de stabilité, mise en évidence des valeurs propres stables/instables Le diagramme est doté de caractéristiques interactives qui facilitent l analyse détaillée des modes individuels ; création confortable de diagrammes de phaseurs/diagrammes en barres pour chaque mode o Diagramme en barres de valeurs modales Diagramme en barres avec représentation des facteurs contrôlabilité, observabilité et participation des machines individuelles pour un mode donné Différentes options de filtrage (par exemple restriction à une participation minimale et/ou des générateurs individuels) o Diagramme vectoriel de valeurs modales Diagramme vectoriel avec représentation des facteurs contrôlabilité, observabilité et participation des machines individuelles pour un mode donné Différentes options de filtrage Détection automatique et mise en évidence de groupes pour une identification commode des modes inter-secteurs P o w e r F a c t o r y V

65 I n t e r f a c e s d e P o w e r F a c t o r y 27 Interfaces de PowerFactory PowerFactory offre une série de mécanismes et d options destinés à la liaison avec des applications externes telles que GIS et SCADA ou à une intégration complète et une exécution en arrière-plan en "mode Moteur". Selon l application, l utilisateur peut choisir parmi les options décrites ci-dessous Interface DGS DGS (DIgSILENT-GIS-SCADA) est l interface bidirectionnelle standard de PowerFactory qui a été spécifiquement conçue pour l échange de données en masse avec d autres applications telles que GIS et SCADA, et, par exemple, pour l exportation de résultats de calcul afin de générer des Crystal Reports ou échanger des données avec un autre logiciel de système d énergie. DGS ne supporte pas l échange des commandes d exécution PowerFactory. Disponible pour le mode Fenêtre utilisant des fenêtres interactives et le mode Moteur de PowerFactory Définition spécifique à l utilisateur d objets et de paramètres d objet Objets supportés : éléments, types et bibliothèques, graphiques et résultats Importation et exportation de modèles complets de réseaux Importation et exportation de données incrémentielles pour actualiser des modèles existants Bases de données supportées : Oracle, MS-SQL et DSN système ODBC Formats de fichier supportés : texte ASCII (*.csv), *.xml, MS Excel et MS Access 27.2 Interface OPC OPC (OLE pour commande de processus) est un mécanisme de communication et d échange de données asynchrone qui est utilisé pour l interaction de processus et largement appliqué dans les systèmes SCADA et de commande. L implémentation d OPC dans PowerFactory suppose que le logiciel PowerFactory soit exécuté en tant que client OPC, tandis que le serveur OPC est commandé par une source extérieure. Des bibliothèques de serveur OPC sont disponibles chez divers fabricants. Un exemple de serveur OPC gratuit est celui de Matrikon ( Serveur de Simulation MatrikonOPC"). Support du mode Moteur de PowerFactory Echange client/serveur OPC de tout paramètre d objet PowerFactory ainsi que de tout signal Mode d écoute/attente de PowerFactory pour la réception de données ou signaux d un serveur OPC enregistré Mode d envoi de PowerFactory pour réécrire des données ou signaux dans un serveur OPC enregistré P o w e r F a c t o r y V

66 I n t e r f a c e s d e P o w e r F a c t o r y Moteur PowerFactory (Client) Selected values *) Application OPC (Serveur) Les éléments OPC (paramètres d objet et signaux de modèle par exemple ou signaux de sortie de régulateurs) sont gérés par le serveur OPC. Des modifications de ces valeurs sont transmises aux clients raccordés. Exécuté dans l environnement, le Moteur PowerFactory écoute les signaux envoyés par le Serveur OPC. Les valeurs reçues sont traitées comme signaux d entrée ou paramètres PowerFactory et prises en considération par les calculs en cours dans une boucle d exécution. Par exemple : *) la communication est asynchrone, de sorte que ni le serveur ni le client n attendent de réponse Flux de puissance ou Estimation d Etats en ligne Simulation en domaine temporel Facultativement, les paramètres ou un signal de sortie quelconque peuvent être associés aux éléments OPC renvoyés au Serveur OPC. Valeurs sélectionnées renvoyées Reçoit les paramètres et signaux modifiés et les transmet immédiatement à tous les clients abonnés 27.3 Interface de mémoire partagée (Shared Memory) DIgSILENT PowerFactory dispose d une interface de communication ultrarapide par mémoire partagée qui permet à d autres applications d utiliser PowerFactory comme machine de calcul. Support du mode Moteur de PowerFactory La modification d un paramètre d objet quelconque, le lancement de l exécution de commandes et l accès à tous les résultats de calcul sont supportés via la mémoire partagée. Option de déclenchement d une actualisation de la base de données PowerFactory La communication est basée sur une interaction demande/réponse. PowerFactory agit comme un serveur qui attend les demandes. Chaque demande doit contenir une commande et peut facultativement contenir des données d entrée et des définitions de résultats. La synchronisation entre client et serveur est basée sur des événements du système d exploitation. P o w e r F a c t o r y V

67 I n t e r f a c e s d e P o w e r F a c t o r y L interaction demande / réponse PowerFactory à mémoire partagée Demande Données d objet contenues? Données de copie vers objets PowerFactory Exécution commande Définitions de résultats contenues? Récupération des résultats de PowerFactory et inclusion dans la réponse Réponse L interaction client / serveur PowerFactory à mémoire partagée Application à mémoire partagée (Client) PowerFactory (Serveur) Ecriture de données dans la mémoire partagée (demande) : Commandes Données d entrée (facultatif) Définitions de résultats (facultatif) Lecture de données dans la mémoire partagée (réponse) Etat Données de résultat (facultatif) événement _DEMANDE Demandes de processus : Lecture de données d entrée dans la mémoire partagée Exécution de commandes Ecriture de chaîne de résultats dans la mémoire partagée Ecriture de résultats de données d objet dans la mémoire partagée (facultatif) événement _REPONSE P o w e r F a c t o r y V

68 L i a i s o n d e P o w e r F a c t o r y a v e c d a u t r e s s y s t è m e s 28 Liaison de PowerFactory avec d autres systèmes Les possibilités de liaison avec d autres applications telles que les GIS (systèmes d informations géographiques) et SCADA (télésurveillance et acquisition de données) sont extrêmement importantes pour les logiciels de systèmes d énergie. Grâce aux techniques d interfaçage DGS, OLE et Shared Memory qui y sont implémentées, DIgSILENT PowerFactory offre une grande souplesse et répond à tous les besoins de liaison avec des systèmes externes. Les sections suivantes décrivent quelques exemples caractéristiques Intégration de PowerFactory L intégration de PowerFactory dans des systèmes d informations géographiques (GIS) s effectue de préférence par l interface DGS. Du fait que les définitions d objets et de paramètres du côté GIS reflètent habituellement les besoins spécifiques de l utilisateur, les conditions pour un interfaçage standard ne sont réunies que si un module d application ou de processus standard fourni par le fournisseur du GIS concerné est disponible. Dès lors que des définitions d objets et de paramètres spécifiques sont utilisées, un mappage de chaque objet est nécessaire. Options d implémentation Transfert de données unidirectionnel de GIS à PowerFactory par l intermédiaire de définitions au format DGS (CSV ou ODBC) Transfert de données bidirectionnel (par exemple via l interface Shared Memory de PowerFactory) quand PowerFactory est utilisé en "mode Moteur" ou "mode Hybride", ce qui permet une intégration totale des fonctions d analyse de PowerFactory et offre en même temps des options d affichage graphique supplémentaires dans le système GIS. GIS Système d Information Géographique Données supplémentaires Consommation Données GIS concernées Interface DGS Mode de fenétrage PowerFactory Base de données PowerFactory Base de données GIS Mode Moteur Commande / Exécution de transfert bidirectionnel de données PowerFactory - Contrôle des versions - Horodatage - Projets établis - Outils de fusion P o w e r F a c t o r y V

69 L i a i s o n d e P o w e r F a c t o r y a v e c d a u t r e s s y s t è m e s Caractéristiques Echange de données incrémentielles au moyen des outils PowerFactory de gestion des utilisateurs, de gestion de projet et de fusion de données (Merge Tool) qui permettent une interaction entre GIS et PowerFactory Combinaison et fusion de plusieurs sources de données à l aide des capacités de traitement de données de PowerFactory, évitant ainsi le besoin d un équipement intermédiaire. Aspects d application Partage des sources de données, pour éviter de dupliquer les entrées de données et la maintenance des données Utilisation des fonctions essentielles de PowerFactory et du GIS tout en partageant les données Fusion de données provenant de diverses sources du côté de PowerFactory Du fait que la plupart des applications exigent la réunion de données supplémentaires, par exemple sur la consommation de puissance des clients, les injections des générateurs dispersés et des valeurs de mesure SCADA, l intégration PowerFactory GIS est souvent traitée comme un projet implémenté par le biais de spécifications clairement définies des sources de données et du flux de travail global Intégration PowerFactory - SCADA L interfaçage avec SCADA permet un accès direct aux données SCADA dynamiques et/ou statiques et donc une analyse du système en temps réel et des analyses d incidents à partir d instantanés antérieurs. Du fait que DIgSILENT PowerFactory intègre déjà des fonctions de traitement pour la topologie, l interfaçage peut se faire sur une base point à point à l aide de clés de bases de données externes. Outre l option d échange de données entre des applications SCADA et PowerFactory, une intégration SCADA totale du moteur P o w e r F a c t o r y V

70 L i a i s o n d e P o w e r F a c t o r y a v e c d a u t r e s s y s t è m e s PowerFactory est supportée quand on utilise les fonctions de liaison OPC de PowerFactory. Une application typique est l accès des opérateurs à des calculs tels que flux de puissance, analyse de contingences, etc., y compris à des simulations en temps réel pour l entraînement des opérateurs. Support du mode Moteur et du mode Hybride de PowerFactory Communication SCADA PowerFactory par OPC, PowerFactory étant exécuté comme un client Relation directe 1-1 entre les objets de réseau SCADA, grâce au support total de la topologie des sousstations par PowerFactory Utilisation des fonctions d estimation d états du fabricant de SCADA ou, si celles-ci ne sont pas présentes, des fonctions d estimation d états avancées de PowerFactory Accès des opérateurs à toutes les fonctions de PowerFactory, telles que flux de puissance, analyse des contingences, flux de puissance optimal, allocation de réserve tournante Base de données PowerFactory Client OPC Moteur PowerFactory Serveur OPC Information d état de la topologie Variables d état Commandes d exécution Estimation d états Flux de puissance Analyse de sécurité de réseau Analyse de sensibilité Allocation de réserve tournante P o w e r F a c t o r y V

71 L i a i s o n d e P o w e r F a c t o r y a v e c d a u t r e s s y s t è m e s 28.3 Interface PowerFactory - Simulation (SIMULINK, etc.) Bien que PowerFactory offre une grande souplesse dans la modélisation des régulateurs, certaines applications peuvent exiger des boîtes à outils de commande spéciales issues du progiciel Matlab/SIMULINK. L interface PowerFactory Matlab/SIMULINK est une liaison flexible et totalement synchronisée pour la simulation répartie de modèles liés. La liaison de communication bidirectionnelle est facile à implémenter à l aide du bloc d interface RPC intégré pour Matlab/SIMULINK par la technique frames et slots de PowerFactory. Un exemple d application typique pourrait être la simulation d un grand réseau électrique avec une série d installations de production commandées de manière conventionnelle combinée à un régulateur à logique floue implémenté dans une installation spécifique Interfaçage de signaux A/N dans PowerFactory La technique frames et Slots de PowerFactory qui utilise les fonctions temps réel de blocs intégrés pour l acquisition de données est devenue la base du système de surveillance PowerFactory Monitor (PFM). Les unités de commande et de surveillance (Control and Monitoring Units, CMU), mobiles ou montées en baies, associées à différents types d unités de signal (Signal Units, SU) de haute précision, permettent la configuration de systèmes extrêmement flexibles pour des mesures d installations et l analyse de performances de réseaux. Des exemples d application typiques du PowerFactory Monitor sont des tests de système pour la validation de modèles de simulation, la surveillance de conditions de connexion au réseau, la détermination de paramètres de charge, l enregistrement de défauts, des analyses d observation de la qualité d approvisionnement ou la surveillance de la stabilité du système. Grâce à la très grande flexibilité de configuration du logiciel, il n y a pratiquement pas de limites à la définition d applications de mesure et de test, y compris d un fonctionnement en boucle fermée avec des régulateurs A/N, des relais ou d autres simulateurs. P o w e r F a c t o r y V

72 O p t i o n s d i n s t a l l a t i o n d e P o w e r F a c t o r y 29 Options d installation de PowerFactory 29.1 Licence Station de travail pour PowerFactory La Licence Station de travail PowerFactory est une solution autonome qui est fournie avec une base de données gratuite pour un utilisateur unique et qui s installe de préférence localement sur le matériel de l utilisateur. Cette option offre les performances les plus rapides puisque l accès à la base de données a lieu directement par une E/S rapide d un disque dur local et évite ainsi tout trafic par le réseau local. Fonctions PF A Base de données PowerFactory Installation typique d une station de travail mono-utilisateur avec base de données locale Bien qu il soit techniquement possible de stocker la base de données PowerFactory sur un lecteur réseau quelconque, cela n est pas recommandé car cela exige un réseau local à grande vitesse et le système est moins fiable en ce qui concerne l intégrité de la base de données en cas d interruption imprévue de la liaison avec le réseau local. Fonctions PF A Lecteur réseau Installation typique d une station de travail mono-utilisateur avec base de données distante Licences mono-utilisateur multiples Base de données PowerFactory Le logiciel DigSILENT PowerFactory offre plusieurs options de délivrance de licence. La licence Station de travail est une licence monoposte et est réalisée à l aide d un dongle sur une prise USB locale. Le dongle est programmé de façon à inclure les fonctions accordées par licence à l utilisateur. Le dongle branché localement n est accessible que par l intermédiaire de la licence Station de travail installée localement. Fonctions PF A Fonctions PF B Fonctions PF C Base de données PowerFactory Base de données PowerFactory Base de données PowerFactory Installation typique de plusieurs stations de travail mono-utilisateur Si vous avez acheté plusieurs licences Station de travail, un dongle USB doit être installé sur tous les ordinateurs sur lesquels la licence Station de travail doit être utilisée. Bien évidemment, si PowerFactory est installé sur plus P o w e r F a c t o r y V

73 O p t i o n s d i n s t a l l a t i o n d e P o w e r F a c t o r y d ordinateurs qu il n existe de dongles USB disponibles, on ne pourra utiliser simultanément que les installations sur lesquelles le dongle USB est enfiché à cet instant Licence Serveur pour PowerFactory La licence Serveur PowerFactory offre des fonctions supplémentaires qui ne sont pas disponibles avec la licence Station de travail PowerFactory : 1. Mise à disposition d un serveur de licences qui peut être installé de façon centrale et qui gère un nombre quelconque de fonctions sous licence. Le serveur de licences est fourni avec un seul dongle USB qui permet de gérer toutes les fonctions sous licence. Le serveur de licences doit être accessible par toutes les installations PowerFactory par l intermédiaire d une adresse IP de réseau. 2. Support d un fonctionnement de base de données multi-utilisateurs qui permet l accès simultané de tous les utilisateurs connectés à une base de données unique. La licence Serveur est livrée avec des pilotes de base de données pour les bases de données MS-SQL et ORACLE (les serveurs de base de données eux-mêmes ne sont pas compris). 3. La licence Serveur peut être exécutée dans un environnement client-serveur (serveur d application) tel que MS Server 2003/2005 ou CITRIX, qui offre l avantage d une installation et d une maintenance centralisées du logiciel une exigence typique des infrastructures informatiques modernes. Licence multi-utilisateurs via serveur de licences Le serveur de licences multi-utilisateurs apporte plus de souplesse que le dongle USB unique (qui contient toutes les licences). Cette solution met à disposition un serveur de licences qui doit être installé en tant que service MS Windows sur un ordinateur quelconque d un réseau accessible depuis les ordinateurs des utilisateurs au moyen d une adresse IP. Cet ordinateur peut être l un des ordinateurs des utilisateurs, mais il est recommandé d utiliser un ordinateur séparé installé dans une pièce sécurisée. A l ouverture de session, le logiciel PowerFactory établit une liaison via le réseau local entre l ordinateur de l utilisateur et le serveur de licences pour accéder à la licence. Lors de l exécution de la procédure d ouverture de session, l administrateur du serveur de licences affecte des fonctions définies de PowerFactory à chaque utilisateur. Cela permet d acheter le nombre optimal de licences en fonction des besoins de l utilisateur. Base de données PowerFactory Ensemble de fonctions PF Serveur de licences PowerFactory Base de données PowerFactory Base de données PowerFactory Installation typique multi-utilisateurs avec serveur de licences Une caractéristique optionnelle du serveur de licences multi-utilisateurs est la licence flottante qui permet le transfert temporaire d une licence utilisateur du serveur de licences à un PC local. Cette option est typiquement P o w e r F a c t o r y V

74 O p t i o n s d i n s t a l l a t i o n d e P o w e r F a c t o r y nécessaire quand un utilisateur se déplace avec un ordinateur portable et ne peut pas accéder au serveur de licences. Lorsque la licence flottante est téléchargée sur un ordinateur local, la licence est supprimée sur le serveur de licences et transférée sur le PC local jusqu à ce que l utilisateur se reconnecte au serveur de licences. La licence flottante est limitée dans le temps et, faute de reconnexion au serveur de licences, retourne sur le serveur de licences après un laps de temps défini. Base de données PowerFactory Ensemble de fonctions PF Serveur de licences PowerFactory Base de données PowerFactory Fonctions PF B Base de données PowerFactory Installation typique multi-utilisateurs avec serveur de licences et option licence flottante P o w e r F a c t o r y V

75 O p t i o n s d i n s t a l l a t i o n d e P o w e r F a c t o r y Nota : Un net avantage du serveur de licences est sa capacité à accueillir un certain nombre de licences différentes pour des fonctions spécifiques. Cela permet une solution plus économique tout en permettant l accès simultané par plusieurs utilisateurs. L affectation des fonctions se fait à l ouverture de session de l utilisateur et non par exécution d une commande de PowerFactory. Cette philosophie est basée sur la notion selon laquelle, après une ouverture de session et une affectation de fonctions réussies, ces fonctions doivent être accessibles à l utilisateur pendant toute la session PowerFactory. Base de Données multi-utilisateurs Le traitement centralisé des données est supporté par une base de données multi-utilisateurs qui permet l accès simultané de tous les utilisateurs connectés à une source de données unique. Actuellement, des pilotes de base de données sont disponibles pour MS-SQL et ORACLE. Cette option d exécution a été conçue pour les installations PowerFactory avec un grand nombre d utilisateurs qui ont besoin d accéder aux mêmes données de projet et peuvent bénéficier des outils PowerFactory de travail en équipe tels que la gestion de projets, la gestion des versions de projet, la création de projets dérivés, conjointement avec les outils de comparaison et de fusion de projets, qui minimisent le travail d entrée des données et facilitent ainsi le travail en commun sur des modèles de réseau. Serveur de base de données multiutilisateurs PowerFactory Exécutable PowerFactory Ensemble de fonctions PF Exécutable PowerFactory Serveur de licences PowerFactory Exécutable PowerFactory Installation typique multi-utilisateurs avec serveur de licences et base de données multi-utilisateurs Dans la configuration présentée ci-dessus, l exécution du logiciel PowerFactory a toujours lieu sur le PC local de l utilisateur tandis que la base de données multi-utilisateurs réside sur un serveur de base de données spécial à grande vitesse. P o w e r F a c t o r y V

76 O p t i o n s d i n s t a l l a t i o n d e P o w e r F a c t o r y Serveur d application Une étape supplémentaire, souvent demandée dans les grandes sociétés qui comptent de nombreux utilisateurs, est l installation et l exécution centralisées du logiciel PowerFactory, de la base de données et du serveur de licences. L installation de ce serveur d application est actuellement supportée pour le serveur MS 2003/8 et d autres extensions serveur comme par exemple CITRIX. La figure ci-dessous montre un exemple typique d un environnement d installation centralisé. Serveur d application PowerFactory MS Windows 2003/2008 CITRIX Client PowerFactory Client PowerFactory Exécutable PowerFactory Serveur de base de données multi-utilisateurs PowerFactory Client PowerFactory Ensemble de fonctions PF Client PowerFactory Serveur de Licences PowerFactory Client PowerFactory Installation typique d un serveur d application avec base de données multi-utilisateurs P o w e r F a c t o r y V

77 O p t i o n s d i n s t a l l a t i o n P o w e r F a c t o r y P o w e r F a c t o r y V

78 O p t i o n s d i n s t a l l a t i o n P o w e r F a c t o r y 29.3 Vue générale des licences Options de licence et d installation PowerFactory Licence Station de Travail Licence Serveur Licence pour l éducation et la recherche Licence pour étudiants / utilisateurs Installation locale [X] [X] [X] [X] Installation serveur d application Dongle local [X] [X] Serveur de licences [X] [X] Licence flottante (en option) Base de données monoutilisateur locale Base de données multiutilisateurs centrale 29.4 Spécifications d installation [X] [X] privés [X] [X] [X] [X] PowerFactory n exige aucun matériel spécial ni logiciel supplémentaire pour garantir de bonnes performances. Toutefois, compte tenu du fait que les tâches d analyse des systèmes d énergie sont beaucoup plus exigeantes que les applications de bureautique standard, DIgSILENT recommande l équipement matériel suivant : [X] Licences Station de Travail : (**) moniteur 17 à 23 pouces avec résolution minimale de pixels Unité centrale Intel/AMD de 2,0 GHz ou plus 1 Go d espace disque dur disponible (*) 0,5 à 3 Go de mémoire de travail disponible pour les processus PowerFactory (*) L espace disque dur nécessaire dépend largement du nombre de projets traités, du nombre d objets (par exemple taille du réseau modélisé), du nombre de scénarios, etc. De ce fait, les exigences de capacité du disque dur sont à déterminer au cas par cas. (**) La capacité nécessaire de la mémoire de travail dépend largement de la taille du réseau et du type de calculs à effectuer. Une exigence typique de mémoire est comprise entre 0,5 et 1,0 Go si PowerFactory effectue uniquement le calcul de flux de puissance déséquilibré, l analyse de défauts et l analyse de stabilité pour un système à 5000 nœuds de réseau. Les systèmes d exploitation supportés sont Windows 2000, Windows XP, Windows Vista et Windows 7. Serveur d application : Le matériel requis pour le serveur d application est similaire à celui requis pour les installations de stations de travail, compte tenu du fait que les exigences pour la mémoire de travail doublent avec chaque nouvel utilisateur. En outre, le nombre d unités centrales est corrélé avec le nombre d utilisateurs simultanés. Les systèmes d exploitation supportés sont MS Windows Server 2003/8 et CITRIX. Le support de la base de données multi-utilisateurs est disponible pour MS SQL 2005/2008 et Oracle Server 10.x et 11.x avec Client P o w e r F a c t o r y V

79 D é f i n i t i o n s e t p r i x d e s f o n c t i o n s P o w e r F a c t o r y 30 Définitions des fonctions et prix de PowerFactory 30.1 Définitions des fonctions de PowerFactory Les définitions des fonctions PowerFactory se référent à la dernière édition de l Information produit V14 de PowerFactory qui spécifie le contenu de la fourniture du logiciel PowerFactory. Poste Fonctions de PowerFactory V14.0 Sections dans l Information produit V14 1 Package de base PowerFactory Inclus : Sections 3 à 17 Section 27.1 Non inclus : Section 7.1 : Exportation PSS/E, Importation/Exportation CIM 2 Fonctions de protection (surintensité-temps Inclus : Section 18 et distance) 3 Protection temporisée de surintensité Inclus : Sections 18.1 à 18.3 et 18.5 Non inclus: Section Optimisation des réseaux de distribution Inclus : Sections 19.1 et Analyse harmonique Inclus : Sections 20.1 à Flux de puissance optimal I (optimisation de l énergie réactive) Inclus : Section 21.1 Régulation d énergie active désactivée 7 Flux de puissance optimal II (OPF I + Inclus : Sections 21.1 et 21.2 dispatching économique)) 8 Analyse de fiabilité Inclus : Sections 22.1 à Estimation d états (SE) Inclus : Section Fonctions d analyse de stabilité Inclus : Section 24, (sans cryptage DSL) Sections 25.1 (sans EMT) Section et 25.3, 25.6 et Transitoires électromagnétiques (EMT) Inclus Section 24, (sans cryptage DSL) Section 25.1 (sans RMS) Section Régime transitoire de démarrage de moteurs Inclus : Section 24, (sans cryptage DSL) Section Stabilité des signaux faibles (analyse des valeurs propres) Inclus : Section 24, (sans cryptage DSL) Section Identification dynamique des paramètres Inclus : Section 24, (sans cryptage DSL) Section 25.5 Fonctions d analyse de stabilité nécessaires 15 Option de Cryptage DSL Inclus : Cryptage DSL (Section 24) 16 Exportations PSS/E (*.raw, *.seq, *.dyn) Référence : Section Importation et exportation CIM Référence: Section Interface OPC (OLE pour commande de Inclus : Section 27.2 processus)) 19 Communication par mémoire partagée Inclus : Section 27.3 P o w e r F a c t o r y V

80 D é f i n i t i o n s e t p r i x d e s f o n c t i o n s P o w e r F a c t o r y 30.2 Prix de PowerFactory Le logiciel intégré PowerFactory v14 est disponible sous forme de package de base avec des extensions fonctionnelles en option qui permettent à l utilisateur de configurer l installation PowerFactory en fonction de ses besoins. Le package de base lui-même couvre un spectre complet de fonctions essentielles pour une analyse détaillée de réseaux de transport, de distribution et industriels, de technologies de production modernes (énergie éolienne, photovoltaïque, microturbines, etc.) et de réseaux intelligents. Version du package de base Version Station de travail 100 nœuds max. 250 nœuds max. Nombre illimité de nœuds 3.900, , ,- Version Serveur 4.700, , ,- Les prix indiqués ne comprennent ni TVA ni frais de transport. Les prix des extensions fonctionnelles peuvent être obtenus sur demande auprès de DIgSILENT ou de ses représentants internationaux respectifs. P o w e r F a c t o r y V

81 L a S o c i é t é D i g S I L E N T 31 L entreprise DIgSILENT DIgSILENT GmbH est une entreprise de conseil et de logiciels qui propose des services d ingénierie dans le domaine des réseaux pour le transport, la distribution, la production d énergie électrique et pour l industrie. DIgSILENT développe le logiciel intégré d analyse de réseaux électriques PowerFactory, leader dans son domaine, qui couvre la gamme complète des fonctionnalités, des fonctions standard aux applications hautement sophistiquées et performantes incluant la simulation en temps réel et le suivi des performances pour le test et la supervision du système. Le personnel de DIgSILENT GmbH est composé d experts de diverses disciplines qui sont en mesure d assurer des services de conseil, des activités de recherche, la formation des utilisateurs, des programmes éducatifs et le développement de logiciels. DIgSILENT possède une expertise hautement spécialisée dans de nombreux domaines de l ingénierie électrique applicable aux marchés de l énergie libéralisés et aux derniers développements dans les technologies de production d énergie comme l énergie éolienne et la production décentralisée. DIgSILENT GmbH, fondée en 1985, est une entreprise privée entièrement indépendante implantée à Gomaringen (Allemagne), où elle a emménagé dans de nouveaux locaux au début DIgSILENT a poursuivi son expansion en ouvrant des bureaux en Australie, en Afrique du Sud, en Italie, en Espagne et au Chili pour pouvoir mieux faire face à la croissance mondiale de ses produits et de ses services. DIgSILENT a établi un solide réseau de partenaires dans de nombreux pays comme le Mexique, la Malaisie, le Royaume- Uni, la Suisse, la Colombie, le Brésil, le Pérou, l Argentine, l Iran, l Arabie Saoudite, Oman, l Inde, la Chine, la Norvège, la Russie, la Finlande et le Venezuela. DIgSILENT a fourni ses services et installé ses logiciels dans plus de 110 pays. DIgSILENT GmbH Heinrich-Hertz-Straße Gomaringen / Allemagne Téléphone : Fax : mail@digsilent.de P o w e r F a c t o r y V

82 H i s t o i r e d u l o g i c i e l D i g S I L E N T 32 Histoire du logiciel DIgSILENT 1986 Premier produit commercial pour les systèmes d exploitation UNIX (Versions 1.0 à 6.0) 1989 Première version pour ordinateur personnel (Version 7.0, standard SAA) 1992 Première version pour Windows 3.1 et Windows NT (Version 9.0) 1993 Début du projet de reconception de DIgSILENT en utilisant les dernières technologies logicielles (C++, base de données orientée objet, modèles composites, etc.) 1994 Premier logiciel totalement intégré d analyse de réseaux électriques pour Windows (Version 10.2) incluant les fonctions : flux de puissance, analyse de défauts, stabilité RMS, analyse de valeurs propres, coordination de la protection, analyse harmonique et affectation optimale d unités Version pour Windows 95 et Windows NT avec un degré élevé de compatibilité avec la norme Windows (dernière version du logiciel DIgSILENT d origine) Mise sur le marché du noyau de modèle universel pour réseaux alternatifs à 1, 2 et 3 phases et continus mixtes à maillage arbitraire Première livraison du logiciel de nouvelle génération Version 11 : DIgSILENT PowerFactory avec les fonctions flux de puissance, analyse de défauts, stabilité RMS/EMT, analyse de valeurs propres, analyse harmonique, coordination de la protection et fiabilité du réseau Présentation du DIgSILENT PowerFactory Monitor (PFM/DSM) avec les fonctions : surveillance et enregistrement des défauts du système, mesure et identification des charges, surveillance des conditions de connexion au réseau, etc Achèvement de la réimplémentation des fonctions de la version (flux de puissance, analyse de défauts, stabilité RMS, transitoires électromagnétiques, analyse de valeurs propres, flux de puissance des harmoniques, coordination de la protection, réduction de réseau, optimisation de réseau, fiabilité du réseau, charge en courant maximale des câbles, fonctions pour réseaux de distribution, etc.) 2001 Mise sur le marché de PowerFactory Version Mise sur le marché de PowerFactory Version Mise sur le marché de PowerFactory Version Mise sur le marché de PowerFactory Version Mise sur le marché de PowerFactory Version Mise sur le marché de PowerFactory Version Mise sur le marché de PowerFactory Version 14.1 P o w e r F a c t o r y V