ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF A HIGH VOLTAGE DIRECT CURRENT (HVDC) TRANSMISSION LINE FOR HIGH VOLTAGE ELECTRICAL NETWORKS

Abstract

This work focuses on the study and improvement of High Voltage Direct Current (HVDC) power transmission lines. It highlights the growing importance of this technology in the current energy context, particularly in terms of integrating renewable energy sources and interconnecting different or distant electrical grids.After presenting the evolution of HVDC systems and their advantages compared to alternating current networks, the study addresses the mathematical modeling of an HVDC link, with particular emphasis on the use of Voltage Source Converters (VSC). Accurate models have been developed to better understand the overall system behavior.The simulation part was carried out using MATLAB/Simulink to test various control strategies aimed at improving the stability, efficiency, and quality of the transmitted power. The results confirm that HVDC links provide high-performance and reliable solutions to meet the challenges of modern power transmission.In conclusion, this work shows that HVDC systems especially VSC-HVDC links play a key role in developing flexible, secure, and environmentally friendly power grids. -------------------------------------------------------------------------------- يركز هذا العمل على دراسة وتحسين خطوط نقل الطاقة بالتيار المستمر عالي الجهد (HVDC). ويُبرز الأهمية المتزايدة لهذه التكنولوجيا في السياق الطاقي الحالي، خاصة فيما يتعلق بدمج مصادر الطاقة المتجددة وربط الشبكات الكهربائية المختلفة أو البعيدة.بعد عرض تطور أنظمة HVDC ومزاياها مقارنة بشبكات التيار المتناوب، تتناول الدراسة النمذجة الرياضية لرابطة HVDC، مع التركيز بشكل خاص على استخدام محوّلات مصدر الجهد (VSC). وقد تم تطوير نماذج دقيقة لفهم السلوك العام للنظام بشكل أفضل.أما جزء المحاكاة، الذي تم تنفيذه باستخدام برنامج MATLAB/Simulink، فيُستخدم لاختبار استراتيجيات تحكم مختلفة تهدف إلى تحسين الاستقرار والكفاءة وجودة الطاقة المنقولة. وتؤكد النتائج أن روابط HVDC توفّر حلولًا فعالة وموثوقة لمواجهة تحديات النقل الكهربائي الحديث.وفي الختام، يُظهر هذا العمل أن أنظمة HVDC، وخاصة الروابط من نوع VSC-HVDC، تلعب دورًا أساسيًا في تطوير شبكات كهربائية مرنة وآمنة وصديقة للبيئة. -------------------------------------------------------------------------------- Ce travail porte sur l’étude et l’amélioration des lignes de transport d’énergie en courant continu haute tension (HVDC). Il met en évidence l’importance croissante de cette technologie dans le contexte énergétique actuel, notamment en ce qui concerne l’intégration des sources d’énergie renouvelable et l’interconnexion des réseaux électriques différents ou éloignés .Après avoir présenté l’évolution des systèmes HVDC et leurs avantages par rapport aux réseaux en courant alternatif, l’étude s’intéresse à la modélisation mathématique d’un lien HVDC, avec un accent particulier sur l’utilisation des convertisseurs à source de tension (VSC). Des modèles précis ont été développés afin de mieux comprendre le comportement global du système .La partie simulation, réalisée à l’aide du logiciel MATLAB/Simulink, permet de tester différentes stratégies de contrôle visant à améliorer la stabilité, l’efficacité et la qualité de l’énergie transmise. Les résultats confirment que les liaisons HVDC offrent des solutions performantes et fiables pour relever les défis du transport d’énergie moderne.En conclusion, ce travail montre que les systèmes HVDC, en particulier les liaisons de type VSC-HVDC, jouent un rôle essentiel dans le développement de réseaux électriques flexibles, sûrs et respectueux de l’environnement.