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Références

Réalisation d’un simulateur de réseau électrique alimentant le Tokamak ITER

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Client : ITER Organization

Tokamak de ITER (source ITER org.)
Tokamak de ITER (source ITER org.)
Besoin :
ITER est un projet scientifique international à très grande échelle qui doit démontrer la faisabilité scientifique et technologique de la production d’électricité à partir de l'énergie de fusion nucléaire, et ouvrir ainsi la voie à son exploitation industrielle et commerciale.
Dans ce but, un système de confinement magnétique du plasma appelé tokamak est réalisé notamment à partir de bobines supraconductrices. Ces bobines sont alimentées sur un réseau de distribution 66kV et 22kV via des convertisseurs AC/DC à Thyristors (12 pulses). Ce réseau est alimenté par trois transformateurs trois enroulement 400kV/66kV/22kV permettant de se raccorder au réseau RTE sur une ligné dédiée de 400kV.

Dans ce cadre, la consommation en puissance des bobines est très fluctuante lors d’un tir de plasma et plus particulièrement lors de l’initiation et de l’extinction. L’impact sur le réseau de ces fluctuations de puissances nécessite d’être estimé afin de valider le respect des contraintes de raccordement du réseau ITER à au réseau de transport de RTE : limites de puissances active, réactive et des niveaux de tensions des différents bus.
Ainsi, le besoin exprimé par ITER était de se doter d’un outil permettant de simuler le plan de tension du réseau et les écoulements de puissance sur toute la durée d’un scénario de plasma.

Réalisation :
CAPSIM a réalisé un outil de simulation du réseau ITER programmé en langage MATLAB. Cet outil permet à partir des courants et tensions DC des bobines ainsi que des paramètres du réseau de calculer les flux de puissances qui transitent ainsi que les niveaux de tensions. Ce calcul est rendu possible en intégrant les modèles de la puissance consommée de chaque convertisseurs en fonction des diverses topologies envisagées et par la mise en place d’un calcul de load flow (écoulement de puissance dans le réseau de distribution). Une interface graphique permet d’utiliser l’outil et de paramétrer les simulations de manière claire et efficace.
L’interface graphique réalisée permet de faire varier de nombreux paramètres tels que la répartition des charges sur le réseau, la topologie des différents convertisseurs et les caractéristiques des systèmes de compensation de réactif.

Cet outil a, par la suite, été développé de manière à intégrer des calculs de taux de flicker ainsi que des calculs harmoniques.

Bilan :
L’utilisation de cet outil de calcul permet ainsi de vérifier la tenue aux contraintes de raccordement RTE du réseau ITER, ce, malgré ses spécificités. Ces résultats entrent dans les discussions avec RTE auxquelles participe CAPSIM dans le cadre de sa mission d’assistance auprès d’ITER Organization.

Résultats en puissance et tension des bus 66kV et 22kV
Résultats en puissance et tension des bus 66kV et 22kV

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