Le besoin
Suite à la mise en service de la centrale d’un Navire Tout Electrique, un phénomène de « pompage » de puissance active de plusieurs MW entre deux Diesel alternateurs a été observé. Ce phénomène se caractérise par un va-et-vient de puissance active d’un Diesel-alternateur à l’autre ; il est susceptible d’entrainer un dysfonctionnement du système de contrôle-commande, ainsi qu’une dégradation accélérée des Diesel-alternateurs. L’exploitant du réseau du navire souhaitait alors identifier les causes de ce phénomène inexpliqué et l’éradiquer.
La réalisation
Une enquête a été réalisée afin d’identifier, avec la Direction Technique du Client les causes probables de ce pompage de puissance (injecteur défaillant; filtre à air bouché, régulation de vitesse mal réglée, etc …).
Les différentes hypothèses ont été simulées sans permettre de reproduire le pompage de puissance.
Sur proposition de Capsim, le modèle IEEE conventionnel de la régulation d’excitation des alternateurs a été remplacé par une représentation très détaillée sous le logiciel PSIM. Ceci a permis de mettre en évidence l’accrochage d’une non-linéarité du système d’excitation conduisant à l’amplification de la pulsation naturelle en couple des Diesel liée aux coups de pistons.
Un reparamétrage de la régulation d’excitation (validé en simulation) a permis d’éviter la sollicitation de la non linéarité et a résolu le problème.
Le bilan
L’exploitation de la modélisation de ces systèmes multiphysiques complexes permet de réaliser un banc d’essai virtuel sur lequel tous les essais ou variations de caractéristiques sont réalisables et toutes les grandeurs instrumentables, sans risque pour l’installation.
L’utilisation de ce banc virtuel a permis la mise en évidence et la quantification des phénomènes. Il a également permis de vérifier la pertinence des solutions proposées (correction du problème et pas de perturbation nouvelle du comportement du système).
