Présentation
EnglishAuteur(s)
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Jean-Pierre CLERFEUILLE : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Électricité de France (EDF) Exploitation du Système Électrique
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Sylvain VITET : Ingénieur civil des Mines - EDF pôle Industrie division Recherche et Développement
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Cyril LEBREVELEC : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - EDF pôle Industrie division Recherche et Développement
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les réseaux électriques font fonctionner en parallèle tous les moyens de production et alimentent simultanément tous les consommateurs. Ce sont des ensembles hautement performants, permettant des économies considérables et des niveaux de qualité importants. Cependant, comme tout système complexe, si l'on ne prend pas différentes précautions, ils peuvent présenter une certaine fragilité.
Pour garantir une qualité de service à leurs clients, les compagnies électriques ont mis au point des règles de planification et d'exploitation de sorte que le réseau électrique soit capable de faire face à chaque instant aux aléas courants, tels que la perte d'un ou plusieurs ouvrages de transport ou de production d'énergie électrique. Ces règles sont calées sur un compromis « coût / risque de puissance coupée » acceptable.
Comme la couverture de tous les aléas, pour autant que cela soit possible, entraînerait des coûts prohibitifs, ces seules règles ne garantissent pas que le réseau électrique soit complètement protégé contre les incidents majeurs. Ces incidents, qui touchent un grand nombre de consommateurs et ce à une échelle régionale ou nationale, sont dus à la conjugaison de phénomènes courants et de facteurs aggravants, comme la défaillance de protections ou d'organes de commande. Ces situations, heureusement rares, vont très au-delà de celles prises en compte pour mettre au point les règles de planification ou d'exploitation. On a cependant pu les déplorer par exemple en France en 1978 et 1987, au Japon en 1987, ou, plus récemment, sur la côte ouest des États-Unis en juillet et août 1996.
Les conséquences de tels incidents sont importantes, tant du point de vue de l'économie (l'électricité est une des pierres angulaires du fonctionnement de l'économie), de la sociologie (les sociétés modernes sont très sensibles aux coupures d'énergie), que de la sécurité (process sensibles, clients particuliers comme les hôpitaux…). Ces conséquences sont bien sûr fortement liées à la taille de la zone non alimentée ainsi qu'au temps mis pour alimenter à nouveau cette zone.
En pratique, pour faire face aux incidents majeurs et limiter leurs conséquences, les compagnies électriques adoptent des mesures curatives et installent des automates spécifiques, qui constituent le plan de défense du système électrique. En limitant la propagation de ces incidents et en facilitant la reconnexion rapide des consommateurs des zones hors tension, les plans de défense sont un complément économique indispensable des règles courantes de planification et d'exploitation.
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4. Méthodologie de mise au point fonctionnelle d’un plan de défense
4.1 Généralités
La conception d'un plan de défense n'est pas une affaire aisée : on a vu la multiplicité des événements concourant aux incidents majeurs, la complexité des phénomènes rencontrés, les enjeux importants auxquels ils doivent répondre. Dans ce contexte, la méthodologie de mise au point est un facteur de succès de l'efficacité d'un plan de défense.
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Deux approches servent à la mise au point fonctionnelle des plans de défense.
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L’approche par phénomène : on connaît les caractéristiques générales des phénomènes contre lesquels on souhaite se défendre. On définit une barrière de défense générale adaptée à l'ensemble du réseau.
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L’approche par incident : on souhaite se défendre d'un incident particulier. On met au point une barrière de défense spécifique qui ne permettra de se protéger que contre cet incident particulier. Ces barrières, appelées SPS (Special Protection Scheme, en anglais), permettent d'exploiter le réseau au plus près de ses limites, puisqu'elles peuvent éventuellement être sollicitées pour des incidents de type N-1.
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Quelle que soit l'approche retenue, la mise au point d'un plan de défense est fondée sur la simulation d'un nombre important d'incidents, allant bien au-delà des incidents de type N-k utilisés pour les études de planification ou les études préventives de sécurité réalisées en exploitation.
Ces simulations servent à définir les marges de sécurité du système, à déterminer le comportement dynamique du réseau ainsi que les limites des mesures de défense pour examiner l'impact d'une nouvelle stratégie ou d'une meilleure utilisation des moyens existants.
HAUT DE PAGE4.2 Modèle de réseau utilisé
La première étape de telles études passe par la mise au point d'un modèle de réseau aussi détaillé que possible pour permettre de tenir compte de tous les types de comportement du réseau et des interactions possibles entre les différents éléments qui le composent.
Il...
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BIBLIOGRAPHIE
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