Du 31 août au 3 septembre 2026, Dresde a accueilli la 22e International Conference on Harmonics and Quality of Power (IEEE PES ICHQP). À cette occasion, Mohammad Sadegh Nasiri, doctorant Executive PhD au Politecnico di Milano et ingénieur firmware au sein du département R&D d’ORTEA, a présenté l’étude « Practical Solution for Micro-Interruption Mitigation in Low-Voltage Grids ».
L’article traite d’un problème bien connu de nombreux sites industriels. Un creux de tension ou une microcoupure de quelques dizaines de millisecondes peut suffire à déclencher des protections, arrêter une ligne de production et entraîner plusieurs heures de redémarrage. La norme EN 50160 situe la plupart des creux de tension en basse tension sous une durée d’une seconde, tandis que leur fréquence augmente avec le nombre de charges sensibles et de ressources distribuées raccordées au même départ.
Le travail a été réalisé dans le cadre du projet national italien MUSA (Multilayered Urban Sustainability Action), financé par l’Union européenne – NextGenerationEU dans le cadre du Plan national de relance et de résilience.
« Quatre-vingts millisecondes ne représentent presque rien sur le papier, mais cela suffit pour arrêter une installation. Ce travail visait à faire passer l’analyse de la comparaison des différentes topologies à une machine de 500 kVA, afin de mesurer ce qui se produit réellement pendant la transition », explique Mohammad Sadegh Nasiri.
APPROCHE TECHNIQUE
L’étude commence par une comparaison des dispositifs actifs de Power Quality disponibles sur le marché : systèmes UPS, conditionneurs série (DVC et DVR), UPQC et Open-UPQC, ainsi que convertisseurs shunt associés à un commutateur statique de transfert.
Chaque famille est évaluée par rapport à un besoin précis : l’atténuation des microcoupures. La comparaison identifie le convertisseur de puissance shunt comme la solution la plus adaptée, car il permet une isolation complète du réseau sans transformateur d’injection série et parce que la durée de ride-through dépend uniquement du dimensionnement du stockage d’énergie.
Sur cette base, un prototype a été conçu et réalisé, comprenant :
- un convertisseur de source de tension triphasé à quatre bras, dont le quatrième bras avec bus DC divisé contrôle indépendamment le courant de neutre et permet ainsi de gérer des charges déséquilibrées et non linéaires ;
- un commutateur statique de transfert rapide, qui isole la charge du réseau perturbé ;
- un banc de supercondensateurs connecté au bus DC par l’intermédiaire d’un hacheur bidirectionnel, choisi pour sa recharge rapide et sa faible maintenance par rapport aux batteries.
Le contrôle bascule de manière transparente entre deux modes. En fonctionnement normal, le convertisseur fonctionne en mode grid-following, synchronisé avec le réseau, tout en rechargeant le stockage et en surveillant le réseau.
En cas de perturbation de Power Quality, le commutateur isole la charge et le convertisseur passe en mode grid-forming, en imposant l’amplitude de la tension et la fréquence sur la base du profil du réseau précédant l’événement. Lorsque le réseau revient dans ses limites, le convertisseur se resynchronise et la charge est reconnectée au réseau.
RÉSULTATS
Le convertisseur a été évalué dans deux conditions différentes. Sur le banc d’essai, installé entre le réseau et une charge de 200 kW / 150 kVAr, un interrupteur externe a provoqué des déconnexions contrôlées.
Les mesures montrent l’ensemble de la séquence : détection du défaut, isolation, passage en mode grid-forming, fonctionnement en îlotage, resynchronisation et retour au fonctionnement normal, tout en maintenant une tension de charge sinusoïdale et régulée.
Sur le terrain, le même système de 500 kVA fonctionne comme alimentation redondante pour une ligne de production sensible aux variations de tension. Lors d’un défaut réseau enregistré, il a injecté environ 660 A et maintenu la ligne en fonctionnement pendant un creux de tension de 80 ms.
Les tensions et courants ont été enregistrés à l’aide d’un analyseur de Power Quality de Classe A installé en amont et en aval du commutateur.
Les résultats présentés couvrent des essais de déconnexion contrôlée ainsi qu’un événement réel enregistré sur le terrain.
Participer à une conférence comme ICHQP, l’un des principaux forums IEEE consacrés à la Power Quality, s’inscrit dans l’approche d’ORTEA en matière de recherche : des ingénieurs également actifs dans la recherche scientifique, des résultats mesurés sur des installations réelles et des échanges continus avec les partenaires académiques.
Merci aux auteurs : Mohammad Sadegh Nasiri, Mattia Rupani, Davide Benedetti, Andrea Zabeo, Stefano Scaccabarozzi, Massimiliano Scarpellini, Francesca Oliva et Roberto Faranda ; à Marco Bugliesi pour sa précieuse contribution au projet, ainsi qu’à la communauté ICHQP pour les échanges à Dresde.
