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L’électrification intelligente au service de la transition énergétique

Smart electrification towards energy transition

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Soutenance de thèse de Ildar DAMINOV

Publié le 6 mai 2022
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23 mai 2022

Soutenance de thèse de Ildar DAMINOV
intitulée "Dynamic Thermal Rating of Power Transformers: Modelling, Concepts, and Application case"

Lundi 23 Mai 2022 à 9h30


Amphi Bergès
G2Elab - site GreEn-ER
21 avenue des Martyrs
38000 Grenoble


Accès Tram B, arrêt Marie-Louise PARIS - CEA

Lundi 23 Mai 2022 à 9h30

diplome

diplome

Composition du jury :
 

Monsieur, Nicolas RETIERE

Professeur, Univ. Grenoble Alpes, G2Elab, Examinateur

Monsieur, Evgeny SOLOMIN

Professeur, Université d'État du Sud de l'Oural, Examinateur

Monsieur, Andrea MICHIORRI

Enseignant chercheur, MINES ParisTech, Examinateur 

Monsieur, Matti LEHTONEN

Professeur, Université Aalto, Rapporteur

Monsieur, Hans EDIN

Professeur, Institut royal de technologie KTH, Rapporteur

Monsieur, Raphael CAIRE

Maître de Conférences, Univ. Grenoble Alpes, G2Elab, Directeur de thèse

Monsieur, Anton PROKHOROV

Maître de Conférences, Univ. Polytechnique de Tomsk TPU, Directeur de thèse 

Madame, Marie-Cécile ALVAREZ-HERAULT

Maître de Conférences, Univ. Grenoble Alpes, G2Elab, Co-Encadrante de thèse 




Résumé :
Cette thèse étudie les valeurs thermiques dynamiques (DTR) des transformateurs remplis d'huile minérale. La DTR représente une limite thermique qui varie dans le temps en fonction des températures externes et internes des transformateurs. Cela permet de faire fonctionner les transformateurs au-delà de leur puissance nominale et donc de mieux utiliser leurs capacités. Nos principaux résultats démontrent que en utilisant la DTR, les transformateurs peuvent avoir environ 25-45% de capacité en plus de leur puissances nominales. Ainsi, Il a également été démontré que la capacité de réserve du transformateur de puissance a une marge importante pour les connexions de charge (par rapport à une approche habituelle des gestionnaires du réseau de distribution). De plus, une petite quantité de réponse à la demande peut augmenter encore plus cette marge de manœuvre. En outre, nous avons introduit un nouveau concept théorique - la limite d'énergie, quantifiant l'énergie maximale qui peut être transférée par le transformateur de puissance. En plus de la limite d'énergie, nous avons suggéré d'utiliser la limite de vieillissement optimal variable en fonction de la durée de vie restante de l'isolation du transformateur et de sa durée de vie calendaire. En conséquence, il peut être possible d'utiliser de manière optimale la ressource d'isolation pendant la durée de vie restante des transformateurs et donc de mieux utiliser leurs capacités. Pour que les résultats soient transparents et reproductibles, le code MATLAB et les données initiales utilisées dans cette thèse sont disponibles en accès libre sur GitHub .


Abstract :
This thesis investigates Dynamic Thermal Ratings (DTR) of mineral-oil-filled transformers. DTR represents a thermal limit that varies in time as a function of external and internal temperatures of transformers. This allows operating the transformers above their nameplate ratings and thus better utilizing their capacities. Our main results demonstrate that if using DTR, transformers may have around 25-45% more capacity than nominal ratings. Thus, it was also shown that the reserve capacity of the power transformer has significant headroom for load connections (compared to a business-as-usual approach of DSO). Also, a small amount of demand response may boost this headroom even far more. Besides, we introduced a new theoretical concept – the energy limit, quantifying the maximal energy which may be transfered through power trasnformer. In addition to energy limit, we suggested using the variable optimal ageing limit depending on the remaining insulation life of the transformer and its calendar life. As a result, it may be possible to optimally utilize the insulation resource over the remaining calendar life of transformers and thus to better utilize their capacities. For the sake of transperent and reproducable results, MATLAB code and the initial data used in this thesis are available in open access on GitHub.

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mise à jour le 6 mai 2022

A
Laboratoire G2Elab Laboratoire G2Elab
Bâtiment GreEn-ER, 21 avenue des martyrs - CS 90624
Grenoble
38031 Grenoble Cedex 1
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