Compensation des courants harmoniques et réactifs dans un réseau électrique

Un réseau électrique constitue un système complexe qui inclut essentiellement des éléments de génération, de distribution et de consommation d’énergie électrique. En dépit de sa complexité, un réseau électrique doit assurer une génération d’énergie électrique adaptée à la consommation instantanée des charges. L’énergie électrique étant très difficilement stockable, la stabilité du réseau électrique nécessite un équilibre permanent entre la génération et la consommation. C’est pourquoi, de nos jours, la qualité d’énergie électrique (QEE) dans les réseaux électriques est devenue un enjeu crucial. Ceci est dû au fait que l’amélioration de la QEE assure :

• une meilleure maîtrise de la consommation d’énergie électrique ;

• un gain de productivité lors de la génération de l’énergie électrique.

L’énergie électrique est généralement distribuée sous la forme d’une source triphasée de tensions sinusoïdales et équilibrées dans le cas idéal. La forme d’onde des courants consommés par les charges impose la nature de l’énergie transmise. Celle-ci peut être décomposée en une partie « active », une partie « réactive » et une partie « harmonique ». En général, l’utilisateur final ne bénéficie que de l’apport énergétique fourni par la partie « active » de l’énergie électrique transmise. Les énergies « réactive » et « harmonique » transmises ne peuvent pas être éliminées, mais peuvent être compensées par des dispositifs appropriés qui offrent les avantages suivants :

• la possibilité de compenser les courants harmoniques consommés par des charges non linéaires. Ceci contribue à l’amélioration de la qualité d’énergie électrique par la diminution du TDH (taux de distorsion harmonique) des courants parcourant les lignes de distribution d’énergie électrique ;

• la possibilité de compenser le courant réactif consommé par des charges non linéaires et réactives. Ceci permet d’augmenter le facteur de déplacement de puissance.

On parle dans ce cas d’amélioration de la qualité d’énergie électrique, et l’énergie totale soutirée aux sources du réseau électrique sera globalement réduite.

Dans ce but, cet article est une contribution à une meilleure connaissance des problèmes liés à la consommation de courants harmoniques et réactifs dans le réseau électrique. Par ailleurs, cet article dresse un état de l’art sur les solutions classiques d’amélioration de la qualité d’énergie électrique au travers de la compensation des parties « réactive » et « harmonique » de l’énergie électrique distribuée. Dans ce contexte, les auteurs souhaitent sensibiliser les lecteurs quant au potentiel énergétique et économique offert par ces solutions, mais aussi aux défis technologiques et limitations qui leur sont associés.