DIgSILENT PowerFactory

SILENT
DIG
INGENIERIE ET LOGICIELS POUR RESEAUX ELECTRIQUES
P o w e r Fa c t o r y
Logiciel d’analyse de réseaux électriques
DIgSILENT PowerFactory
TRANSPORT | DISTRIBUTION | INDUSTRIE | PRODUCTION DISTRIBUEE | ENERGIE EOLIENNE
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 ANSPORT D’ELECTRICITE
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 TRIBUTION D’ELECTRICITE
L’existence de différentes technologies de phase et de liaisons à la
D’autres fonctions standard incluent la modélisation de produc-
terre, telles que les systèmes monophasés avec retour par la terre,
tion distribuée et de centrales électriques virtuelles, l’analyse des
deux phases, biphasés ou triphasés classiques, a créé un besoin de
chutes de tension, le calcul de charge de branches, des courbes
modélisation de systèmes de distribution polyphasés. PowerFac-
journalières de charge et la prise en compte de la diversité des
tory offre les fonctions de modélisation les plus complètes pour
charges BT. A cela s’ajoute un assistant de coordination de la
l’étude de tous types de technologies de phase, de topologies
protection facile à utiliser.
maillées ou radiales et de systèmes d’alimentation en courant de
traction reliés aux systèmes de distribution publics. Pour réduire le
Autres aspects importants :
déséquilibre du réseau, améliorer la qualité d’approvisionnement
Optimisation des couplages ouverts
et optimiser les réseaux de distribution, PowerFactory offre une
Placement optimal de condensateurs
grande variété de fonctions telles qu’analyse d’écoulement de
Stratégies de renforcement de câbles
puissance polyphasé, analyse des courts-circuits (CEI 60909,
Analyse de la qualité de l’approvisionnement
ANSI C37 et analyse de défauts multiples), analyse harmonique,
§ Systèmes d’information géographique (GIS)
§ Systèmes de supervision de réseau (SCADA)
simulation en régime transitoire et estimation de la fiabilité.
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INDUSTRIE
R E SEAUX INDUSTRIELS
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
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PRODUCTION ELECTRIQUE
P R ODUCTION DISTRIBUEE
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.
P R ODUCTION 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
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DIgSILENT
Fonctions du logiciel PowerFactory
Fonctions de base
Organisation des données et accès aux données
Base de données mono-utilisateur1 et multi-utilisateurs2
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
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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
2
6
Edition Station de Travail (Workstation) avec dongle local
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
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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
TRANSPORT | DISTRIBUTION | INDUSTRIE | PRODUCTION DISTRIBUEE | ENERGIE EOLIENNE
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DIgSILENT GmbH
Portrait de l’entreprise
DIgSILENT Consulting
Le personnel de DIgSILENT GmbH est composé
DIgSILENT GmbH est une entreprise d’expertise et
électriques. Leader dans son domaine, PowerFactory
d’experts de diverses disciplines qui sont en
de développement de logiciels de calcul et simula-
couvre une gamme très complète de fonctionnalités,
mesure d’assurer des services de conseil, des
tion de réseaux électriques. Elle propose des services
depuis les fonctions standard jusqu’aux applications
activités de recherche, la formation des utilisateurs et
d’ingénierie dans le domaine des réseaux pour le
hautement sophistiquées et performantes incluant
des développements logiciels. DIgSILENT possède une
transport, la distribution, la production d’énergie
l’énergie éolienne, la production décentralisée, la simu-
expertise hautement spécialisée dans de nombreux
électrique et pour l’industrie.
lation en temps réel et le suivi des performances pour
domaines de l’ingénierie électrique applicable aux
les essais et la supervision des réseaux. Pour les appli-
marchés de l’énergie libéralisés, à l’industrie et aux
DIgSILENT GmbH a été fondée en 1985 et est une
cations de l’énergie éolienne, PowerFactory est devenu
derniers développements dans les technologies de
entreprise privée entièrement indépendante implantée
de facto l’outil standard de l’industrie électrique grâce
production électrique comme l’énergie éolienne et la
à Gomarigen/Tübingen, en Allemagne, où elle a
à ses modèles et algorithmes qui offrent une précision
production décentralisée.
emménagé dans de nouveaux locaux au début 2002.
et des performances inégalées. Aujourd’hui PowerFac-
DIgSILENT a fourni des services de conseil d’expert
DIgSILENT a poursuivi son expansion en ouvrant des
tory est largement utilisé en transport & distribution,
pour plusieurs études importantes d’intégration de
bureaux en Australie, en Afrique du Sud, en Italie, au
dans l’industrie et en production électrique.
réseaux éoliens.
support technique et du service client. Cette expansion
DIgSILENT StationWare est une base de données
PowerFactory Monitor est un système flexible
s’est faite grâce à l’utilisation accrue de ses produits
centrale fiable de paramètres et réglages de protection
d’enregistrement et de contrôle des performances qui
logiciels et de ses services dans le monde entier. DIg-
et un système de gestion pour les données complètes
répond simplement et efficacement aux exigences
SILENT a établi un solide réseau de partenaires dans
de sous-stations de réseaux électriques qui est basée
spéciales d’exécution de test, de supervision des
de nombreux pays comme le Mexique, la Malaisie,
sur la technologie .NET la plus récente. StationWare
performances de réseau électrique et de détermination
le Royaume-Uni, l’Espagne, la Suisse, la Colombie,
mémorise et enregistre tous les paramètres dans une
et supervision des caractéristiques de connexion. De
le Brésil, le Pérou, l’Argentine, l’Iran et le Venezuela.
base de données centrale, permet la modélisation
nombreux systèmes de surveillance installés à dif-
DIgSILENT a fourni ses services et installé ses logiciels
de séquences de travail pertinentes, fournit un accès
férents emplacements de réseau peuvent être intégrés
dans plus de 110 pays.
rapide aux manuels des relais, une interface avec les
dans un système de supervision des grands réseaux
bases de données de paramètres de relais spécifiques
de transport (WAMS). PowerFactory Monitor s’intègre
DIgSILENT PowerFactory
aux fabricants. StationWare s’intègre avec le logiciel
totalement avec le logiciel PowerFactory.
DIgSILENT développe le logiciel intégré PowerFactory
PowerFactory pour permettre des études de sélectivité
pour le calcul, l’analyse et la conception des réseaux
simples et puissantes.
Chili et en France, facilitant ainsi l’amélioration du
DIG
SILENT
P o 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: [email protected]
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 : [email protected]