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Les systèmes à courant continu haute tension (HVDC) sont largement classés en plusieurs types, principalement basés sur la technologie de convertisseur utilisée pour transformer le courant alternatif (AC) en courant continu (DC) et vice versa. Ces catégories ne s'excluent pas mutuellement et certains systèmes peuvent mélanger des caractéristiques. Voici une répartition :
1. Basé sur la technologie de conversion :
* Convertisseur à commutation de ligne (LCC) HVDC : Il s'agissait de la première génération de systèmes HVDC. Ils utilisent des thyristors comme dispositifs de commutation et le processus de commutation (commutation) est déterminé par la tension alternative du système. Les systèmes LCC-HVDC sont relativement matures et rentables pour les longues distances, mais ils présentent des limites en termes de contrôlabilité et de facteur de puissance. Ils sont souvent utilisés pour le transport d’énergie en vrac sur de longues distances.
* Convertisseur à source de tension (VSC) HVDC : Il s'agit d'une technologie plus moderne utilisant des transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) ou d'autres dispositifs à semi-conducteurs de puissance. Les systèmes VSC-HVDC offrent une contrôlabilité nettement meilleure, permettant un contrôle indépendant de la tension et du courant, ainsi que des temps de réponse plus rapides. Ils sont mieux adaptés aux applications nécessitant un contrôle plus dynamique, telles que la connexion de réseaux AC faibles ou l'intégration de sources d'énergie renouvelables. Il existe plusieurs sous-types au sein de VSC-HVDC, qui sont détaillés ci-dessous.
2. Basé sur la configuration du système (souvent lié au type de convertisseur) :
* CCHT point à point : La configuration la plus simple, transmettant la puissance entre deux points. Les technologies LCC et VSC peuvent être utilisées.
* HVDC multiterminal (MTDC) : Permet plusieurs points de connexion au réseau DC. Ceci est plus complexe et utilise généralement la technologie VSC en raison de sa meilleure contrôlabilité nécessaire pour gérer le flux de puissance entre plusieurs points.
* HVDC hybride : Combine les fonctionnalités des technologies LCC et VSC, en utilisant potentiellement différents types de convertisseurs sur différents terminaux au sein d'un même système. Cela permet de tirer parti des avantages des deux types.
3. Sous-types spécifiques de VSC HVDC (souvent classés selon leurs méthodes de contrôle et configurations) :
* Convertisseur multiniveau modulaire (MMC) : Topologie VSC très courante utilisée dans de nombreux systèmes HVDC modernes. Il utilise un grand nombre de modules convertisseurs plus petits, offrant des avantages en termes de contrôle du niveau de tension et de réduction de la distorsion harmonique.
* Pont en H en cascade : Une autre topologie VSC, comprenant des convertisseurs en pont en H en cascade. Il est moins courant que MMC mais présente des avantages spécifiques.
En résumé : Le choix du système HVDC dépend de facteurs tels que :
* Distance de transmission : Le LCC-HVDC est généralement plus économique pour les très longues distances.
* Niveau de puissance : Différentes technologies sont optimisées pour différents niveaux de puissance.
* Candidature : Pour l’intégration au réseau d’énergies renouvelables ou la connexion de réseaux faibles, le VSC-HVDC est préféré.
* Exigences de contrôle : Le VSC-HVDC offre une contrôlabilité supérieure.
* Coût : Le LCC-HVDC est généralement moins cher pour le transport d’électricité en vrac sur de longues distances, tandis que le VSC-HVDC offre une plus grande flexibilité mais peut avoir un coût initial plus élevé.
Le domaine du HVDC est en constante évolution, avec l'émergence constante de nouvelles technologies et d'améliorations. Par conséquent, cette catégorisation constitue un aperçu général et des systèmes spécifiques peuvent incorporer des fonctionnalités de plusieurs catégories.
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