I N G E N I E R I E E T L O G I C I E L S P O U R R E S E A U X E L E C T R I Q U E S

I N G E N I E R I E E T L O G I C I E L S P O U R R E S E A U X E L E C T R I Q U E S SILENT DIG Po w e r Fa c t o r y Logiciel d analyse de réseaux électriques DIgSILENT PowerFactory T R A N S P O R T D I S T R I B U T I O N I N D U S T R I E P R O D U C T I O N D I S T R I B U E E E N E R G I E E O L I E N N E

DIgSILENT Logiciel d analyse de réseaux électriques Cela fait plus de 20 ans que DIgSILENT fixe les normes et les tendances dans la modélisation, l analyse et la simulation de réseaux électriques. Les avantages démontrés du logiciel PowerFactory sont son intégration fonctionnelle complète, sa possibilité d application à la modélisation de réseaux de production, transport, distribution et industriels et son interface utilisateur exhaustive. PowerFactory est l outil idéal pour étudier l intégration aux réseaux des technologies de nouvelle génération. Applications du logiciel PowerFactory TRANSPORT & DISTRIBUTION T&D T R A N S P O RT D E L E C T R I C I T E PowerFactory offre une suite complète de fonctions pour l étude de grands réseaux d énergie électrique interconnectés intégrant de nouvelles technologies pour la production et le transport d énergie comme la production d énergie éolienne, les centrales électriques virtuelles, HVDC-VSC ou FACTS. Rapide et robuste, l algorithme d écoulement de puissance (load flow) peut être appliqué à toute topologie de réseau alternatif (AC) ou continu (DC). Il utilise des modèles ultra-précis incluant différents types de contrôleurs MW et MVar. Les fonctions de PowerFactory peuvent être appliquées pour améliorer la sécurité, la stabilité et la rentabilité de systèmes de transport d énergie complexes. Les fonctions généralement requises incluent : Ecoulement de puissance/analyse des contingences / Transit de puissance optimisé Prix nodal et indices de coût marginal Analyse des courts-circuits (CEI 60909, ANSI C37, analyse de défauts multiples) Estimation de la fiabilité Simulation de la stabilité et de transitoires (EMT) intégrée Analyse de la stabilité en petits signaux, donc pour très grands réseaux Coordination et simulation de la protection de systèmes de transport Interfaces avec SCADA/systèmes de gestion d énergie D I S T R I B U T I O N D E L E C T R I C I T E L existence de différentes technologies de phase et de liaisons à la terre, telles que les systèmes monophasés avec retour par la terre, deux phases, biphasés ou triphasés classiques, a créé un besoin de modélisation de systèmes de distribution polyphasés. PowerFactory offre les fonctions de modélisation les plus complètes pour l étude de tous types de technologies de phase, de topologies maillées ou radiales et de systèmes d alimentation en courant de traction reliés aux systèmes de distribution publics. Pour réduire le déséquilibre du réseau, améliorer la qualité d approvisionnement et optimiser les réseaux de distribution, PowerFactory offre une grande variété de fonctions telles qu analyse d écoulement de puissance polyphasé, analyse des courts-circuits (CEI 60909, ANSI C37 et analyse de défauts multiples), analyse harmonique, simulation en régime transitoire et estimation de la fiabilité. D autres fonctions standard incluent la modélisation de production distribuée et de centrales électriques virtuelles, l analyse des chutes de tension, le calcul de charge de branches, des courbes journalières de charge et la prise en compte de la diversité des charges BT. A cela s ajoute un assistant de coordination de la protection facile à utiliser. Autres aspects importants : Optimisation des couplages ouverts Placement optimal de condensateurs Stratégies de renforcement de câbles Analyse de la qualité de l approvisionnement Systèmes d information géographique (GIS) Systèmes de supervision de réseau (SCADA) 2

INDUSTRIE R E S E A U X I N D U S T R I E L S PowerFactory offre des algorithmes d écoulement de puissance, des fonctions de calcul de courants de courts-circuits, des modélisations de scénarios de démarrage moteur, une modélisation à 4 fils, une analyse harmonique et des options de conception de filtres qui répondent aux exigences des réseaux électriques industriels. PowerFactory est un outil logiciel incontournable pour les industriels à la recherche de qualité et d efficacité énergétiques tels que : Industries du pétrole et du gas : raffineries Industries chimique et pétrochimique Extraction minière Industrie de l information : data centers Industries métallurgique et verrières Transports terrestres, aériens et maritimes Industrie automobile Industries papetière et de transformation Industrie pharmaceutique Construction de machines L industriel cherche à assurer une continuité de production dans le respect de la sécurité et de l intégrité du personnel et du bon fonctionnement de l outil industriel. Dans le cadre de la gestion de l énergie électrique, il est soumis à de multiples contraintes : le processus industriel, les normes de sécurité, le fournisseur d énergie et la situation géographique du site. Dans ce cadre, PowerFactory fournit au concepteur de réseaux industriels des fonctions de calcul et d analyse parfaitement adaptées à ses besoins : précision des calculs, normes adaptées, résultats clairement présentés et pertinents, maîtrise des paramètres des machines et des composants du réseau électrique, interface utilisateur complète et conviviale, gestion des modes de marche propres à l exploitant, recherche des modes les plus contraignants. Avec PowerFactory le concepteur et l exploitant ont une vue très précise et claire des performances du réseau électrique et peuvent envisager avec sérénité les évolutions futures. Les fonctions généralement requises incluent : Etudes du transit de puissances, chutes de tension en régime établi ; régulation des transformateurs et des alternateurs Calculs des courants de court-circuit, défauts mono-, bi- et triphasés, défauts multiples simultanés ; normes CEI, ANSI et VDE Dimensionnement des câbles HT et BT : courant admissible, chute de tension, tenue en court-circuit ; modes de pose ; normes CEI, NF C15100, NF C13200 Démarrage de moteurs, réaccélération et analyse des chutes de tension dans les installations ; impacte sur le réseau Sélectivité et coordination des protections ; vérification des paramètres de réglage Etudes de la pollution harmonique et de la résonance. Dimensionnement de filtres Etudes de fiabilité du réseau, scénarios et modèles de pannes ; gestion de maintenance prévisionnelle Analyse de la stabilité et des transitoires électromagnétiques 3

PRODUCTION ELECTRIQUE P R O D U C T I O N D I S T R I B U E E La production au niveau distribution pose des défis entièrement nouveaux aux ingénieurs de planification de la distribution en raison des retours de puissance, des chutes de tension et des variations extrêmes dans la charge des équipements. Diverses technologies de production sont possibles, par exemple des unités de cogénération synchrones et asynchrones, des panneaux photovoltaïques, des éoliennes, des piles à combustible et des microturbines. Les études typiques incluent des analyses en régime permanent et dynamiques, en prenant en considération des sources d énergie variables dans le temps corrélées ou non corrélées. PowerFactory est l outil idéal pour analyser l impact de la production distribuée sur le réseau. Il combine des fonctions classiques d analyse de systèmes de distribution telles que le calcul de chutes de tension, la simulation de réseau déséquilibré, la modélisation de la charge et de la production, l analyse de sélectivité, avec la puissance d un outil d analyse ultramoderne offrant des fonctions de simulation dynamique et une analyse de fiabilité. Un support complet est disponible pour développer et analyser l impact des centrales électriques virtuelles et des nouvelles techniques de commande sur les réseaux de distribution. Ainsi PowerFactory place les ingénieurs en capacité de répondre à des questions complexes relatives aux réseaux électriques dans un environnement de productions électriques très diversifié. PRODUCTION D ENERGIE EOLIENNE Les études pour intégrer la production d énergie éolienne dans les réseaux de distribution et de transport deviennent de plus en plus complexes. PowerFactory, le standard de facto dans la modélisation de la production d énergie éolienne, combine des capacités de modélisation étendues avec des algorithmes de solutions avancés, mettant à la disposition de l analyste des outils pour réaliser toute la gamme des études requises pour l analyse de la connexion au réseau et de l impact sur le réseau. Les capacités de modélisation de PowerFactory permettent d inclure des dynamiques de commande complexes, de nouvelles technologies de générateurs, la commande des pales et la turbulence du vent. Modèles détaillés d éoliennes Modèles de générateurs à double alimentation (DFIG) Modèles de machines synchrones alimentées par convertisseur (CDSG) Modèles de générateurs à induction à cage d écureuil Modèle haute précision spécifique à un constructeur avec code de commande intégré Dispositifs électroniques de puissance et analyse harmonique du réseau Modélisation de la protection du générateur et du crow bar Commande des pales Modèles de turbulence du vent et de rafales Analyse de stabilité et des EMT Modélisation intégrée de grands parcs éoliens 4

DIgSILENT Fonctions du logiciel PowerFactory Fonctions de base Organisation des données et accès aux données Base de données mono-utilisateur 1 et multi-utilisateurs 2 database Comptes d utilisateurs et droits d utilisateurs Caractéristiques de paramètre sur tous les paramètres Gestionnaire de données convivial Modélisation de données sans redondance Gestion de version des données et partage des données Gestion de l édition de données multi-utilisateurs Variante de modèle horodatées Gestion flexible des cas d étude et des scénarios de fonctionnement Interfaces Formats de données standards, p. ex. UCTE Interface DGS flexible (ASCII, CSV, ODBC) Support client/serveur OPC et RPC Ecriture de scripts Langage de programmation DPL-DIgSILENT Interface C++ pour scripts DPL Etudes de variation de paramètres Schémas de réseau Diagrammes schématiques et semi-géographiques Schémas unifilaires synoptiques Schémas unifilaires classiques Schémas de conception/schémas de commutation Intégration de schémas synoptiques et de sous-stations Résultats et établissement de rapports Rapports au format texte et tableur Etablissement de rapports dans les schémas unifilaires de réseau Environ 30 diagrammes pour la visualisation des résultats Diagrammes spécifiques pour protection, harmoniques, stabilité et transitoires Modèles Support de tous types de réseaux maillés / radiaux 1, 2, 3 et 4 fils AC et DC Machines synchrones et asynchrones : alternateurs et moteurs Branches de réseau (câbles, lignes aériennes, transformateurs, etc.) Tracés et sections de lignes Eléments de shuntage et de filtrage Systèmes FACTS et HVDC Sources de tension et courant AC/DC Centrales électriques virtuelles Machine asynchrones à double alimentation Aérogénérateurs, panneaux photovoltaïques, pile à combustible, microturbines VSC, convertisseurs à thyristors Diodes, thyristors et transistors Ecoulement de puissance Algorithmes d écoulement de puissance AC et DC SVC, contrôleurs de shunts et de prises de transformateur Courbes de performances de l alternateur Fonctions de commande des stations et du réseau Commandes secondaire et primaire Réponse inertielle Modèles précis de machines asynchrones Modèles de charge dépendants de la tension Analyse de sensibilité Analyse des contingences Analyse d écoulement de puissance AC ou DC Filtrage rapide des contingences Modélisation de phases temporelles multiples Gestion des cas de défaut Actions post-défaut basées sur les événements Traçage de cas de contingence individuels Analyse des courts-circuits CEI 60909, ANSI C37, VDE 0102/0103 et CEI 61363 Méthode de la superposition complète Analyse de défauts multiples Fonctions intégrées Réduction de réseau Stabilité de la tension (courbes PV, dv/dq) Calcul de paramètres de lignes aériennes Charge de câbles (CEI 364) Calcul des paramètres et dimensionnement des câbles Identification des machines asynchrones Bibliothèque complète de scripts DPL Ecoulement de puissance optimal (OPF) Optimisation AC (méthode du point intérieur) Optimisation DC (programmation linéaire) Contraintes de contingence (DC uniquement) Diverses fonctions objectives telles que : Minimisation des pertes Coût du combustible Diverses commandes telles que : Générateur P et Q Prises de transformateur et de shunt Contraintes flexibles telles que : Ecoulements de branches et limites de tension Limites de puissance active/réactive du générateur Réserve de puissance active/réactive Ecoulements à la frontière 5

DIgSILENT Fonctions du logiciel PowerFactory Simulation en régime transitoire et analyse de petits signaux Modélisation dynamique Editeur graphique pour définition de schémas-blocs Bibliothèque de modèles standard IEEE pour moteurs et alternateurs DSL - Langage de simulation DIgSILENT Macros & fonctions de haute précision intégrées Environnement de modélisation dynamique multi-niveaux Interfaces MatLab/Simulink et C++ Interface OPC pour applications temps réel Démarrage moteur AC et DC Calcul de flux de puissance initial AC/DC, symétrique et asymétrique Modèle de moteurs : simple cage, double cages, à cage d écureuil, à pôles lisses, à double alimentations, synchrones & asynchrones, complexes. Différents types de démarrage Démarrage à tout type de vitesse initiale Mise en place de séquences de démarrage Fonctions de stabilité Réseaux AC polyphasés Réseaux DC Algorithme à pas adaptatif rapide Algorithmes d intégration numérique A-stables Traitement des événements de haute précision Simulation de tout type de défaut ou d événement Support de tous les relais des bibliothèques de protection Analyse de petits signaux Analyse sélective de valeurs propres Transitoires électromagnétiques (EMT) Algorithme à pas adaptatif rapide Modèles de câbles/lignes aériennes à paramètres constants et distribués en fonction de la fréquence Eléments non linéaires et caractéristiques de saturation Modèles de parafoudres Analyse de commutation stochastique Tension de choc et source de courant pour analyse de coups de foudre Eléments R-L-C discrets Modèles FFT et définis par l utilisateur via DSL Ferrorésonance, SSR et TRV Support des fichiers COMTRADE Simulation RMS/EMT combinée Fonctions de protection et sélectivité Bibliothèque de relais complète avec modèles de relais statiques et dynamiques détaillés Contrôles de réponse en régime transitoire/permanent Synchronisation avec StationWare Assistant de coordination pour le calcul des paramètres Vérification CT selon CEI 60044 1 Edition Station de Travail (Workstation) avec dongle local 2 Edition Serveur (Server) avec licence serveur et pilote pour ORACLE et MS-SQL Protection de distance Bibliothèque complète de relais Relais électromécaniques, statiques & numériques Toutes caractéristiques de relais (MHO, polygonal) Diagrammes R-X Diagrammes temps-distance automatiques Analyse harmonique Ecoulement de puissance harmonique Indices de tension et courant harmonique Balayage de fréquence continu Modèle polyphasé ou direct Sources de tension et courant harmoniques Sources harmoniques non équilibrées Harmoniques non caractéristiques Inter-harmoniques Valeurs R et X dépendantes de la fréquence Divers modèles de filtre & dimensionnement de filtre Analyse des signaux de télécommande centralisée Fiabilité Enumération rapide et précise des états Modèles de défaillance : Défaillances de lignes, câbles, transformateurs, alternateurs, jeux de barres et disjoncteurs Défaillances en mode commun Double mise à la terre Défaillances de protections/disjoncteurs Programmes de maintenance Analyse de réseau : Analyse de connectivité Analyse de l écoulement de puissance Analyse des effets des défaillances (FEA) : Elimination automatique des défauts par dispositifs de protection Restauration du système Sectionnement Atténuation des surcharges Délestage de charges en sous-tension Traçage de cas individuels Calcul de tous les indices communs Contribution des composants aux indices de fiabilité Optimisation du réseau de distribution Placement optimal de condensateurs Optimisation des couplages ouverts Optimisation du renforcement des câbles Analyse des réseaux basse tension Charges de lignes et déséquilibres de charge Prise en considération de facteurs de simultanéité Analyse de chutes de tension et de charge dans les câbles Tracés et mise à l échelle de départs Estimation de l état Mesures de P, Q, I et V Contrôle d observabilité et de données erronées Pseudo-mesures Prise en considération de contraintes d écoulement de puissance Support d OPC 6

I N G E N I E R I E E T L O G I C I E L S P O U R R E S E A U X E L E C T R I Q U E S SILENT DIG Po w e r Fa c t o r y DIgSILENT PowerFactory Version 14.1 Depuis plus de 20 ans, DIgSILENT définit les standards et les tendances en ce qui concerne la modélisation des réseaux électriques. Les avantages prouvés du logiciel PowerFactory sont son intégration fonctionnelle globale et ses fonctions directement applicables dans la modélisation des réseaux de transmission, distribution et industriels, en production et dans le domaine ferroviaire. L analyse de l intégration et du comportement de ces différents réseaux est également un domaine d excellence de DIgSILENT. Powerfactory version 14.1 propose des améliorations majeures en relation avec les modèles de données et le système de gestion des données, et présente des outils de visualisation, des modèles et des algorithmes de dernière génération. La nouvelle fonction d analyse de Monte Carlo intègre de manière transparente des modèles de sources d énergie renouvelable et en conséquence est parfaitement adaptée pour les études du crédit de capacité des productions d énergie renouvelable. Le nouveau système de gestion de modèles simplifie la manipulation de modèles spécifiques complexes de constructeurs ; ainsi PowerFactory fournit des modèles de générateurs distribués tels que les panneaux photovoltaïques, les piles à combustibles, les batteries de stockage et les éoliennes. Pour plus d information sur DIgSILENT, visitez le site T http://www.digsilent.de Nouvelles caractéristiques clef de PowerFactory version 14.1 Vraie version 64 bits pour les calculs de réseaux de plus de 100.000 nœuds Evaluation de la qualité de l énergie selon les normes CEI 61000-4-15 et 61000-3-7 et selon les directives moyenne tension de l Association Fédérale des Industries de l Energie et de l Eau (BDEW) Mesure de flicker selon les normes CEI 61000-4-15 et CEI 61000-3-7 Algorithme d analyse de contingences supportant les calculs de réseaux multi-fils Analyse de Monte Carlo pour l évaluation de l adéquation de production Modélisation de procédures d automatisme de sous-stations pour (n-1) et analyse de la fiabilité Fonctions étendues pour l optimisation des réseaux de distribution et l évaluation de la fiabilité Import / export CIM - Common Information Model - (CEI 61970) selon les recommandations de l association ENTSO-E (European Network of Transmission System Operators for Electricity), association pour la coopération entre les entreprises européennes gestionnaires de réseaux de transport d électricité T R A N S P O R T D I S T R I B U T I O N I N D U S T R I E P R O D U C T I O N D I S T R I B U E E E N E R G I E E O L I E N N E 7

DIgSILENT GmbH Portrait de l entreprise DIgSILENT GmbH est une entreprise d expertise et de développement de logiciels de calcul et simulation de réseaux électriques. Elle 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 GmbH a été fondée en 1985 et est une entreprise privée entièrement indépendante implantée à Gomarigen/Tübingen, en Allemagne, où elle a emménagé dans de nouveaux locaux au début 2002. DIgSILENT a poursuivi son expansion en ouvrant des bureaux en Australie, en Afrique du Sud, en Italie, au Chili et en France, facilitant ainsi l amélioration du support technique et du service client. Cette expansion s est faite grâce à l utilisation accrue de ses produits logiciels et de ses services dans le monde entier. DIg- SILENT a établi un solide réseau de partenaires dans de nombreux pays comme le Mexique, la Malaisie, le Royaume-Uni, l Espagne, la Suisse, la Colombie, le Brésil, le Pérou, l Argentine, l Iran et le Venezuela. DIgSILENT a fourni ses services et installé ses logiciels dans plus de 110 pays. DIgSILENT PowerFactory DIgSILENT développe le logiciel intégré PowerFactory pour le calcul, l analyse et la conception des réseaux électriques. Leader dans son domaine, PowerFactory couvre une gamme très complète de fonctionnalités, depuis les fonctions standard jusqu aux applications hautement sophistiquées et performantes incluant l énergie éolienne, la production décentralisée, la simulation en temps réel et le suivi des performances pour les essais et la supervision des réseaux. Pour les applications de l énergie éolienne, PowerFactory est devenu de facto l outil standard de l industrie électrique grâce à ses modèles et algorithmes qui offrent une précision et des performances inégalées. Aujourd hui PowerFactory est largement utilisé en transport & distribution, dans l industrie et en production électrique. DIgSILENT StationWare est une base de données centrale fiable de paramètres et réglages de protection et un système de gestion pour les données complètes de sous-stations de réseaux électriques qui est basée sur la technologie.net la plus récente. StationWare mémorise et enregistre tous les paramètres dans une base de données centrale, permet la modélisation de séquences de travail pertinentes, fournit un accès rapide aux manuels des relais, une interface avec les bases de données de paramètres de relais spécifiques aux fabricants. StationWare s intègre avec le logiciel PowerFactory pour permettre des études de sélectivité simples et puissantes. DIgSILENT Consulting 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 et des développements logiciels. DIgSILENT possède une expertise hautement spécialisée dans de nombreux domaines de l ingénierie électrique applicable aux marchés de l énergie libéralisés, à l industrie et aux derniers développements dans les technologies de production électrique comme l énergie éolienne et la production décentralisée. DIgSILENT a fourni des services de conseil d expert pour plusieurs études importantes d intégration de réseaux éoliens. PowerFactory Monitor est un système flexible d enregistrement et de contrôle des performances qui répond simplement et efficacement aux exigences spéciales d exécution de test, de supervision des performances de réseau électrique et de détermination et supervision des caractéristiques de connexion. De nombreux systèmes de surveillance installés à différents emplacements de réseau peuvent être intégrés dans un système de supervision des grands réseaux de transport (WAMS). PowerFactory Monitor s intègre totalement avec le logiciel PowerFactory. SILENT DIG Po w e r Fa c t o r y DIgSILENT GmbH Heinrich-Hertz-Straße 9 72810 Gomaringen Germany Phone: +49-7072-9168-0 Fax: +49-7072-9168-88 Internet: www.digsilent.de E-mail: mail@digsilent.de DIgSILENT France Sarl Cour de la Semeuse 20, place de la Liberté F-67300 Schiltigheim / Strasbourg France Tél : 03 88 81 09 53 Fax : 03 88 62 47 03 Internet : www.digsilent.de E-mail : info@digsilent-france.com