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RÉSUMÉ
Le taux de pertes en énergie, rapport entre l’énergie perdue et le total de l’énergie injectée, est un indicateur internationalement reconnu comme pertinent pour apprécier la performance des réseaux électriques et des sociétés chargées de leur exploitation. Pour déterminer la nature de ces pertes en énergie (techniques ou non techniques) et leur localisation, il est nécessaire de maîtriser deux outils, le bilan énergétique par niveau de tension et l’évaluation des pertes techniques en énergie inhérentes au fonctionnement physique des réseaux. Le bilan énergétique permettra de déterminer l’énergie totale perdue et les pertes techniques, par différence avec l’énergie totale perdue, d’apprécier les pertes non techniques. L’objectif de cet article est donc de présenter ces deux outils d’autant plus complexes à manipuler que les données seront rares ou imprécises.
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Jean-Baptiste ABBÈS : Ingénieur Seureca Veolia, Aubervilliers, France
INTRODUCTION
Pour un gestionnaire de réseau ou pour un développeur de projet technique, la réalisation d’un bilan énergétique et la détermination des pertes électriques sur un réseau constituent des indicateurs techniques et économiques pertinents pour le suivi de la performance et la valorisation d’un projet.
Cet article a ainsi pour objectif de présenter et détailler les méthodes de détermination de ces deux outils :
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le bilan énergétique, outil physique qui dresse l’inventaire des flux énergétiques sur une zone, constate les flux entrants (injections) et sortants (consommations et pertes) ;
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l’évaluation des pertes techniques en énergie inhérentes à tout système (échauffement par effet Joule, pertes fer et effet couronne…) qui peuvent être modélisées et estimées de façon déterministe ou tout au moins statistique. Celles-ci s’additionnent lors de la commercialisation à des pertes « non techniques » qui ne peuvent être que déduites : pertes d’ordre commercial, fraudes, erreurs de comptage, erreurs dans les fichiers clientèle… L’asynchronisme dans la lecture des index des comptages vient ajouter un élément complémentaire de complexité au problème.
Différents outils et méthodes appliqués aux structures de réseaux traditionnelles seront proposés en se basant sur des jeux de données disponibles. Ceux-ci permettront à un analyste ou un exploitant de mettre en œuvre une approche théorique et conceptuelle robuste pour réaliser un bilan énergétique dans sa globalité.
La finesse des données conditionne la précision du calcul mais les différentes méthodes développées dans cet article seront cohérentes avec les données accessibles. Les incertitudes sur les valeurs seront inhérentes à la méthode mais le résultat doit donner une indication claire sur le bilan énergétique du système considéré et des incertitudes à prendre en compte.
Cet article s’attachera ainsi à présenter une méthode-outil pour évaluer un bilan énergétique sur une période révolue, afin de donner une image de l'état de santé technique, voire financier, d'une société d'électricité ou d'un territoire à l'intérieur de cette société à un moment donné. De cette méthode dont les résultats représenteront un outil d’aide à la décision pourra être déduit un plan d’action nécessaire pour réduire les pertes techniques et non techniques.
Avertissement : dans cet article à visée internationale, l’auteur n’utilise volontairement pas les termes désignant les tensions dans la norme française NF C18-510. Pour un électricien français, il faudrait traduire ces termes comme suit :
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BT : BT tension 50 V < U ≤ 1 000 V ;
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MT : HTA tension 1 000 V < U ≤ 50 V ;
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Postes MT/BT : postes HTA/BT ;
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HT et THT : HTB partitionnée en HTB1 : 63 et 90 kV ; HTB2 : 150 et 225 kV ; HTB3 : 400 kV.
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MOTS-CLÉS
niveau de tension pertes non techniques performance d'un réseau électrique taux de pertes en énergie
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Conseils pratiques pour la mise en place de la méthodologie de détermination des pertes techniques
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2. Principes de calculs des pertes techniques – outils théoriques
2.1 Valeurs en énergie annuelles
Sur un pas de temps annuel, les différences d’index d’un compteur permettront de déterminer le volume d’énergie qui aura transité par ce point. Il s’agit de la donnée à privilégier qui est la plus fiable possible.
Sur un périmètre géographique et électrique défini et sur un pas de temps annuel, un flux d’énergie entrant, mesuré par un comptage amont, un autre sortant, mesuré par un ou plusieurs compteurs en aval ; la différence de volume d’énergie entre ces comptages permettra de déterminer les volumes d’énergie « perdus » sur l’intervalle comme étant la somme des pertes techniques et non techniques.
Ce bilan s’effectue donc en mégawattheures (MWh), unité énergétique.
La variation d’énergie en compteur peut biaiser cette différence d’index. Il serait envisageable dans une étude de pertes de disposer d’une instrumentation complète sur le réseau et de procéder uniquement par différence de comptage si les flux d’énergie sont mesurés de façon synchrone et leur direction connue. En pratique cela est rarement réalisable car les infrastructures et les systèmes d’analyses sont encore peu développés.
HAUT DE PAGE2.2 Lien énergie et puissance : passage d’une puissance de pointe à une énergie annuelle
L’énergie annuelle transitée en un point masque pourtant des disparités dans les puissances instantanées, les usages de l’électricité n’étant pas constants. Il est ainsi nécessaire de disposer en certains points du réseau de séries temporelles de puissances en plus des données de compteurs pour analyser le fonctionnement du réseau. Ces « mesures » doivent permettre d’avoir accès aux pointes locales en intensité et en puissance ainsi qu’à la participation à la pointe du système global considéré.
L’absence de comptage ou les difficultés dans leur analyse (mauvais étalonnage, méconnaissance des compteurs…) ne permet pas toujours de réaliser un bilan énergétique sur la base d’une différence de comptage.
Il est alors nécessaire de réaliser une modélisation...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COMMISSION DE RÉGULATION DE L’ÉNERGIE - Rapport annuel 2019 - (2019).
-
(2) - ENEDIS - Bilan électrique ENEDIS 2018 - (2018).
-
(3) - HORSON (J.-P.) - La réduction des pertes techniques dans les systèmes électriques. - Publication EDF International Distribution Management Story, 15 (1996).
-
(4) - LAMBERT (M.) - Les transformateurs électriques. - Dunod (2016).
-
(5) - ODDI (M.) - Réseaux publics de distribution d’électricité : fonctionnement et protection. - Paris, Lavoisier (2016).
-
(6) - RTE - Bilan électrique 2018 - (2018) https://bilan-electrique-2018.rte-france.com/reseau-de-transport-taux-de-pertes/
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Opérations sur les ouvrages et installations électriques et dans un environnement électrique – Prévention du risque électrique - NF C18-510 - 2012
-
Transformateurs triphasés de distribution immergés dans l’huile, 50 Hz, de 50 à 2 500 kVA, de tension la plus élevée pour le matériel ne dépassant pas 36 kV – Partie 1 : prescriptions générales - NF EN 50464-1 - 2007
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