Sous-station compact HVDC PLUS®

Présentation
Les systèmes de transmission en courant continu haute tension (HVDC) sont désormais au cœur des réseaux électriques modernes en raison de la décarbonation, de la numérisation et de l’essor des ressources distribuées et des convertisseurs. HVDC PLUS® de Siemens Energy est une solution HVDC VSC basée sur MMC permettant une transmission efficace sur longues distances, l’intégration des énergies renouvelables et des fonctions avancées de stabilisation du réseau.

Proposition clé
HVDC PLUS® permet de transmettre de grandes puissances sur de longues distances avec une grande efficacité, d’intégrer des sources renouvelables et d’offrir des fonctions de contrôle avancées améliorant la stabilité du réseau. Il complète les solutions FACTS et de stockage et accompagne la modernisation et la résilience des réseaux.

Cas d’usage et principales applications

• Transmission point à point sur longues distances via câbles DC ou lignes aériennes DC.
• Raccordement de productions renouvelables éloignées (parcs éoliens offshore/onshore) ou de charges distantes aux réseaux AC.
• Facilitation de l’intégration renouvelable et des échanges transfrontaliers d’énergie.
• Liaisons HVDC intégrées pour l’alimentation des centres-villes et les grands interconnecteurs.
• Raccordement de réseaux asynchrones ou de fréquences différentes et protection contre les pannes en cascade.
• HVDC multiterminal pour la collecte depuis plusieurs sites et la distribution vers plusieurs centres de charge.

Configurations HVDC PLUS®
Monopôle symétrique
Le monopôle symétrique utilise des conducteurs DC isolés fonctionnant à des tensions égales et opposées par rapport à la terre, réduisant les courants de retour de terre et permettant l’utilisation de transformateurs AC standards. Il limite l’alimentation en défauts pole-à-terre depuis les réseaux AC et offre une évolutivité éprouvée.

• Idéal pour la transmission HVDC point à point avec deux stations de conversion.
• Applicable avec câbles DC sous-marins/souterrains ou lignes aériennes DC.

Bipôle
Le bipôle augmente la capacité et la flexibilité par rapport au monopôle symétrique. Principales variantes :

• Bipôle avec retour métallique (DMR) — conducteur métallique utilisé comme chemin de retour pour réduire les exigences d’isolation.
• Bipôle avec électrode — électrodes terre/mer utilisées en fonctionnement monopôle asymétrique (maintenance/défauts).
• Bipôle rigide — deux conducteurs de polarités opposées sans chemin de retour normal ; économique pour la transmission par câble longue distance.

Chaque conception de bipôle intègre des appareillages de commutation DC dédiés pour accroître la redondance et permettre une exploitation continue en cas de défaillance d’un pôle.

Domaines d’application spécifiques

• HVDC multiterminal — intégration flexible de plus de deux stations de conversion pour la collecte et la distribution (ex. plusieurs fermes offshore vers plusieurs centres de charge).
• HVDC back-to-back — stations de conversion proches (même bâtiment) pour convertir des fréquences AC différentes sans ligne de transmission DC.

Fonctionnalités et avantages HVDC PLUS®

• Contrôle indépendant et flexible de la puissance active et réactive (fonctionnement en quatre quadrants).
• Contrôle précis de la tension AC pour soutenir des réseaux AC faibles ; fonctionnement possible en mode STATCOM autonome sans ligne DC.
• Capacité fiable de tenue au défaut avec contribution en courant réactif.
• Agit comme pare-feu contre les perturbations système et les pannes en cascade.
• Soutient les systèmes multiterminaux avec convertisseurs demi-pont et pont complet et convertisseurs en parallèle pour capacité et redondance évolutives.
• Performances robustes en conditions de faible ratio court-circuit ; adapté aux câbles DC et aux lignes aériennes.
• Soutient la restauration du réseau AC et les capacités de black-start / SRAS.

Contexte technologique
Siemens Energy a commercialisé la technologie MMC en 2007 et a mis en service le premier HVDC basé sur MMC en 2010. Le VSC HVDC basé sur MMC est aujourd’hui la référence industrielle, offrant une empreinte compacte, des capacités de formation de réseau et une réduction des harmoniques par rapport aux solutions LCC historiques.

Références et expérience
Siemens Energy est un pionnier des technologies HVDC avec plus de 50 ans d’expérience et près de 60 projets HVDC dans plus de 25 pays, incluant de nombreux projets Classic® (LCC) et un portefeuille significatif d’implementations HVDC PLUS®.

Documents complémentaires
Brochures produit et flyers de référence (PDF) décrivant en détail les fonctionnalités, configurations et références HVDC PLUS® sont disponibles.

Spécifications techniques

• Plateforme : HVDC PLUS® (technologie VSC basée sur MMC).
• Technologies de convertisseurs : Convertisseur modulaire multilevel (MMC) avec options demi-pont et pont complet ; VSC à base d’IGBT pour modes grid-forming et grid-following.
• Options de configuration : Monopôle symétrique, Bipôle (DMR, électrode, rigide), Multiterminal, Back-to-back.
• Capacités : Contrôle de puissance active/réactive, fonctionnement STATCOM, tenue au défaut, fonctionnement en faible SCR, support black-start / SRAS.
• Applications : Transmission longue distance (sous-marin/souterrain/aérien), intégration des renouvelables, interconnecteurs, alimentation de centres-villes, liaisons asynchrones, réseaux multiterminaux.
• Avantages opérationnels : Réduction des pertes sur longues distances, amélioration de la stabilité du réseau, réduction des courants de retour de terre (monopôle symétrique), capacité évolutive et redondance via convertisseurs parallèles et appareillage DC.
• Empreinte projets prouvée : Décennies de réalisation de projets HVDC et multiples déploiements HVDC PLUS® dans le monde.