Contribution to the characterization of DC networks power quality in the 0-500 kHz frequency range

Contribution à la caractérisation de la qualité de l’électricité des réseaux DC dans la bande de fréquence allant de 0 à 500 kHz Dans un contexte de modernisation des infrastructures énergétiques, le déploiement croissant des sources d'énergie renouvelables et des technologies qui fonctionnement naturellement en courant continu (DC) a suscité un intérêt pour les réseaux à courant continu basse tension (LVDC), qui offrent des avantages en matière d'efficacité de conversion et de gestion énergétique locale simplifiée. Cependant, l'intégration efficace et en toute sécurité des réseaux LVDC requiert la capacité de mesurer et de caractériser avec exactitude la qualité de l'électricité, en particulier les distorsions DC jusqu'à des fréquences de 150-500 kHz et les transitoires lents DC, qui font le sujet de cette thèse. Deux aspects essentiels sont ainsi traités pour garantir la fiabilité des mesures : les méthodes et algorithmes de traitement mises en œuvre, ainsi que les performances de la chaîne de mesure (capteurs, systèmes d'acquisition, etc.). Pour répondre à ces enjeux, cette thèse s'articule autour de trois axes principaux : Premièrement, l'identification des origines et caractéristiques des perturbations DC ainsi que des défis métrologiques associés, à travers le traitement de données de campagnes de mesure réalisés sur des démonstrateurs LVDC. Deuxièmement, la proposition, l'évaluation et la validation de méthodes de mesure adaptées aux distorsions DC 0-9 kHz, distorsions DC 9-150 kHz et transitoires lents DC tels que les creux, les surtensions et les variations rapides de tension (RVCs). Troisièmement la conception et la caractérisation de chaînes de mesure traçables, capables de surmonter les défis métrologiques identifiés et de mesurer avec exactitude les distorsions jusqu'à des fréquences de 150-500 kHz. Enfin, les méthodes et chaines de mesure proposées sont mises en œuvre et validées lors d'une campagne de mesure expérimentale en laboratoire, établissant les bases de futures approches de normalisation des réseaux LVDC.