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RÉSUMÉ
Après avoir rappelé les enjeux, la structure et la réglementation du réglage de la tension sur le système électrique français, cet article présente les outils de contractualisation et de surveillance des performances développés par les producteurs pour le réglage de la tension. Les moyens de réglage disponibles en réseau, autres que les alternateurs synchrones, sont ensuite décrits. Les perspectives de participation au réglage de nouveaux matériels sont également exposées.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Daniel SOUQUE : Ingénieur-expert régulation-services système Département Performances EDF DTG
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Laurent CHATONNET : Ingénieur-chargé d'affaires senior régulation-services système Département Performances EDF DTG
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Étienne MONNOT : Ingénieur-chercheur expert Département Économie, Fonctionnement et Études des Systèmes Énergétiques EDF R
INTRODUCTION
Le réglage de la tension est indispensable pour une exploitation sûre du système électrique, pour minimiser les pertes et exploiter les matériels dans leur domaine de fonctionnement normal. Sur le réseau de transport le réglage de la tension est effectué en contrôlant la puissance réactive car sur ce type de réseau, en raison des caractéristiques des lignes, ce sont essentiellement les transits de puissance réactive qui créent des chutes de tension.
En France, trois niveaux de réglage permettent d'atteindre les objectifs cités :
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le réglage primaire qui maintient la tension au stator des alternateurs à une valeur de consigne ;
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le réglage secondaire qui coordonne au niveau régional l'action des alternateurs et règle la tension en des points stratégiques du réseau appelés points pilotes ;
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le réglage tertiaire qui harmonise les réglages entre les régions et permet de reconstituer les marges en puissance réactive des groupes en réglage.
Aujourd'hui, ces fonctions sont réalisées par les alternateurs synchrones de grande puissance qui constituent les principales sources de tension sur le réseau.
Les performances exigées pour participer aux réglages sont encadrées par des textes réglementaires et déclinées ensuite dans les documents d'exploitation du gestionnaire du réseau de transport RTE. Le producteur qui participe au réglage de la tension souhaite, d'une part, connaître la sollicitation des alternateurs pour contrôler l'exploitation de ces derniers dans le domaine de fonctionnement normal et surveiller l'usure de ces matériels et, d'autre part, pour vérifier que ses installations sont conformes aux performances requises par RTE dans le contrat de participation aux Services Système.
Une méthode pour construire les diagrammes de fonctionnement tension/réactif (diagramme UQ) au point de raccordement des alternateurs au réseau de transport et suivre en temps réel les points de fonctionnements des alternateurs en réglage de tension a été élaborée dans ce cadre . Les producteurs ont également développé des outils de surveillance et de diagnostic pour contrôler les performances de leurs installations en réglage de tension. La surveillance s'étend de la salle de commande de la centrale (niveau 1) aux centres d'ingénierie (niveau 2 et 3) au travers de l'utilisation d'outils d'e-monitoring. Ces outils permettent de suivre la dérive de paramètres importants pour la sûreté d'exploitation des centrales mais également du système électrique.
Le réglage de la tension est un bien commun à l'ensemble des utilisateurs du système électrique. Dans ce contexte, de nouveaux dispositifs de réglage du domaine régulé (FACTS, inductance, condensateur) mais aussi du domaine dérégulé (fermes éoliennes et photovoltaïques) peuvent compléter les actions des alternateurs synchrones de forte puissance appartenant également à ce dernier domaine. Ces nouvelles technologies qui se raccordent sur le réseau auront à l'avenir à participer à la fonction réglage de tension.
Cet article fait un point sur l'ensemble de ces sujets dans le contexte français.
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Réglage de la tension et de la puissance réactive
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9. Conclusions
La libéralisation du secteur de l'énergie a entraîné de profonds changements organisationnels dans la gestion du réglage de la tension. La participation au réglage de la tension, fonction indispensable à la sûreté de fonctionnement des centrales, du système électrique et au bon fonctionnement des appareils des utilisateurs du système, est désormais encadrée par des codes de réseaux européens qui fixent les exigences. Ces exigences sont ensuite transcrites dans les réglementations européennes et nationales (décrets et arrêtés pour la France) puis sont déclinées dans les référentiels techniques des gestionnaires du réseau de transport : la documentation technique de référence pour RTE dans le contexte français.
En France, le réglage de la tension est effectué essentiellement sur les alternateurs synchrones des grandes centrales conventionnelles raccordées au réseau de transport. Les producteurs doivent disposer de capacités constructives pour participer au réglage primaire et secondaire de la tension avec des performances qui sont précisées dans un contrat de participation aux Services Système avec RTE. Ce contrat stipule les modalités techniques, juridiques et financières de participation aux réglages, notamment les modalités de contrôle des performances, de rémunération et des pénalités en cas d'écarts de performances. Les coûts liés au réglage de tension sont ensuite recouverts par RTE au travers du tarif d'utilisation du réseau public d'électricité (TURPE).
Le réglage de la tension sollicite les alternateurs. Le producteur qui participe aux réglages a pour cette raison équipé l'alternateur d'une régulation de tension avec des fonctions de limitation qui protègent les alternateurs des contraintes thermiques, magnétiques et mécaniques et permettent de maintenir les installations de production à l'intérieur du domaine normal de fonctionnement pour lequel le matériel a été conçu.
Pour assurer un suivi des sollicitations de ses installations et contrôler les performances de ces dernières, les producteurs en concertation avec RTE ont élaborés des diagrammes permettant de suivre les points de fonctionnement des alternateurs au point de livraison dans un plan tension/puissance réactive pour une puissance active de référence : les diagrammes UQ. Ces diagrammes permettent au producteur de contrôler la bonne exploitation de leurs machines de production. Ils sont également utilisés...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RTE - Memento de la sûreté du système électrique. - Édition 2004.
-
(2) - ENTSO-E - Network Code for Requirements for Grid Connection Applicable to all Generators. - 26 juin 2012.
-
(3) - RTE - Documentation technique de référence. - Article 4.2.1 – Réglage de la tension et capacité constructives en puissance réactive des installations de production.
-
(4) - BERTOLINI (P.), PESCAROU (S.),, JUSTON (P.) - Contrat de participation aux services système. - RTE.
-
(5) - Contribution of generating units to load frequency and voltage control in France : contractual agreement and monitoring performed by RTE. - CIGRE, C2-201 (2008).
-
(6) - SOUQUE (D.), CHATONNET (L.), DUFFEAU (F.), MORALES (G.), MOREL (P.), MONNOT (E.) - U/Q Capability diagram of large Turbogenerators. - Contractual...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Décret du 23 avril 2008 relatif aux prescriptions techniques de conception et de fonctionnement pour le raccordement d'installations de production d'énergie électrique aux réseaux publics d'électricité. Ministère de l'écologie, de l'énergie, du développement durable et de l'aménagement du territoire, décret no 2008-386, NOR : DEVE0806640D.
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