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RÉSUMÉ
En France, plus de 90 % des installations de production d’énergie Renouvelable (EnR) sont raccordées sur le réseau public de distribution(RPD) en moyenne (HTA) et basse (BT) tension. Cet article dresse un panorama des énergies renouvelables raccordées au RPD avec le contexte réglementaire. Il présente des solutions innovantes de gestion de la tension par les smart grids, développées par Enedis, à différents stades de maturité: la régulation locale de tension en utilisant le réactif des producteurs raccordés en HTA et en BT, la régulation coordonnée de tension HTA au niveau du poste source, les offres de raccordement intelligentes à puissance modulable en HTA ainsi qu’un outil de simulation pour évaluer les impacts réseaux de son raccordement en BT en cours de développement.
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Laurent KARSENTI : Adjoint au Chef du Pôle Intégration et Déploiement Industriel des Smart Grids - Enedis, Paris La Défense, France
INTRODUCTION
Les gestionnaires de réseaux de distribution sont confrontés depuis quelques années à un nouveau défi : celui d’accueillir une production d’origine renouvelable de plus en plus importante, pouvant représenter une part non négligeable de la consommation soutirée sur les mêmes réseaux. Cela modifie considérablement l’exploitation des réseaux, et en particulier la question du contrôle du niveau de la tension fournie aux clients. Les solutions smart grids apportent certaines réponses techniques à ces problèmes. La France et en particulier Enedis qui gère 95 % des réseaux de distribution sur le territoire français sont engagés depuis plusieurs années dans une feuille de route des smart grids visant deux objectifs majeurs, d’une part la modernisation du réseau avec une plus grande performance des métiers, et d’autre part l’accompagnement des acteurs du système électrique dans la transition énergétique. En rapport avec ce second objectif, Enedis a développé, expérimenté et déployé des solutions smart grids de gestion de la tension et du réactif en HTA, mais aussi en BT à un stade de maturité moindre, permettant une meilleure intégration des énergies renouvelables (EnR) aux réseaux de distribution. Après un panorama des énergies renouvelables raccordées au réseau public de distribution et une introduction du contexte réglementaire et des schémas régionaux de raccordement aux réseaux des énergies renouvelables (S3REnR) en particulier, sont présentées dans cet article différentes solutions à différents stades de maturité mises en œuvre en France : la régulation locale de tension en utilisant le réactif des producteurs raccordés en HTA et en BT, la régulation coordonnée de tension HTA au niveau du poste source, les offres de raccordement intelligentes à puissance modulable en HTA ainsi qu’un outil de simulation pour évaluer les impacts réseaux de son raccordement en BT en cours de développement. Après le développement de solutions et la mise en œuvre de démonstrateurs, les solutions les plus mûres sont passées en phase d’industrialisation et sont en cours de déploiement sur le territoire national, de manière ciblée de façon à optimiser leur valeur technico-économique.
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MOTS-CLÉS
réseaux de distribution réseau électrique intelligent intégration des EnR réglage de la tension réglage du réactif
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Offres de raccordement intelligentes à puissance modulable en HTA en expérimentation
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4. Régulation coordonnée de tension HTA au niveau du poste source en expérimentation
La régulation coordonnée de tension se décompose de la façon suivante :
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l’estimation des tensions en tous nœuds du réseau HTA par un estimateur d’état centralisé (situé au niveau de l’agence de conduite régionale) à partir de mesures réelles fournies par des capteurs positionnés sur des nœuds spécifiques du réseau, des télémesures des départs HTA au niveau du poste source et de pseudo-mesures calculées à partir d’un modèle de charge des consommateurs ;
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la détermination des consignes de tension à appliquer aux automates de régulation de tension au niveau de chaque transformateur de poste source de manière à ramener les tensions en tous nœuds du réseau HTA entre les limites de tension admissibles ;
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la transmission des consignes de tension au poste source.
Le réglage dynamique de la tension de consigne permet de résoudre les contraintes comme l’illustre les figures 9 et 10.
Le réglage de la tension de consigne se fait de façon dynamique quand les valeurs de tension estimées sur le réseau sont en dehors des plages de tension admissibles : en cas de forte production HTA et/ou BT et de faible consommation, les contraintes de tension haute sont résolues par la baisse de la tension de consigne ; en cas de faible production et de forte consommation, les contraintes de tension basse sont résolues par la hausse de la tension de consigne.
Le réglage dynamique de la tension permet d’éviter des excursions de tension entre des départs HTA d’un même poste source ne pouvant être résolues par une consigne de tension fixe : cela correspond à des situations où des contraintes de tension haute et basse sur différents départs HTA n’ont pas lieu simultanément. Dans ces cas, la régulation dynamique peut diminuer les renforcements nécessaires du réseau.
Dans le cas de contraintes simultanées (au-delà de certains seuils), il n’existe pas de consigne de tension, même ajustée dynamiquement au niveau du poste source, permettant de les résoudre ; les travaux de renforcement du réseau sont alors nécessaires pour limiter les contraintes de tension.
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Typologie des contraintes traitées avec le réglage centralisé de la tension
Le réglage centralisé de la tension est une alternative aux travaux réseau...
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Régulation coordonnée de tension HTA au niveau du poste source en expérimentation
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KARSENTI (L.), LEJAY-BRUN (E.), MALARANGE (G.), WITKOWSKI (J.) - Field demonstration of local voltage regulation on Enedis MV Network, - CIRED, paper 0494 (2013).
-
(2) - BEAUNÉ (F.), MINAUD (A.), PAGNETTI (A.), PELTON (G.), KARSENTI (L.) - Voltage Regulation on DG Connected to MV Network Technical Study and Experimentations, - CIRED, paper 0175 (2014).
-
(3) - KARSENTI (L.), DAGUZAN (P.), COLIN (D.), CARRE (O.) - A step beyond French demonstrators : first approach in terms of Smart Grid solutions industrial development. The example of voltage regulation solutions tested in Venteea demonstrator, - CIRED, paper 1328 (2015).
-
(4) - De ALVARO (L.), BEAUNE (F.), PITARD (M.), KARSENTI (L.) - Cost benefit analysis of MV reactive power management and active power curtailment, - CIRED, paper 733 (2017).
-
(5) - BEAUNÉ (F.), CARRE (O.), LEVAUFRE (S.), KARSENTI (L.) - New solutions for a better Distributed Generation integration to MV and LV networks, - CIRED, paper 0369 (2016).
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...
ANNEXES
Code de l’Énergie, décret et arrêté du 23/04/08, décret du 28/08/07, décret du 20/04/12, arrêté du 02/07/14, délibérations de la Commission de régulation de l’énergie (CRE) sur les réseaux électriques intelligents (REI) du 12/06/14 et du 08/12/16
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Brevets Enedis sur les procédés de régulation locale et coordonnée de tension
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