Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
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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After having recalled the issues, structure and voltage regulation in the French power system, this article presents contracting and monitoring tools for the performance developed by producers for voltage setting. The setting means available in the network, other than synchronous generators, are then described. Prospects of participation in the setting of new materials are also presented.
Auteur(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 :
-
le réglage primaire qui maintient la tension au stator des alternateurs à une valeur de consigne ;
-
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 ;
-
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.
KEYWORDS
UQ diagram | synchronous generators | electricity production | Electricity transmission
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7. Dispositifs de réglage en réseau
L'énergie réactive produite ou consommée par les groupes doit transiter par le réseau de transport pour être acheminée vers le consommateur. Le courant, lié à la circulation de cette énergie, va engendrer des pertes joules au niveau des lignes ou câbles de transport ainsi que des chutes de tension. De plus, sa production engendre des pertes supplémentaires et use le matériel des groupes de production. Un moyen de compenser au plus près des réseaux de distribution, et donc des consommateurs, est d'utiliser des dispositifs de compensation d'énergie réactive raccordés au réseau.
Deux types de moyens de réglage de la tension et de la puissance réactive existent : des dispositifs statiques, les condensateurs et les inductances, et des dispositifs dynamiques, les compensateurs synchrones et les FACTS. L'installation de ces matériels est le plus souvent du ressort des gestionnaires de réseau de transport.
7.1 Compensation statique
Les moyens de compensation statique sont les condensateurs et les inductances. Les condensateurs permettent uniquement la fourniture de puissance réactive pour relever le plan de tension. Ils sont installés soit dans les postes HTB ou dans les postes sources HTB/HTA.
Les inductances sont des moyens statiques et permettent uniquement l'absorption de puissance réactive pour abaisser le plan de tension. Elles sont généralement raccordées sur l'enroulement tertiaire des autotransformateurs du réseau de transport.
Les dispositifs statiques raccordés au réseau de transport sont en général commandés préventivement par le réglage secondaire de tension de manière à diminuer le réactif produit par les groupes. Cela permet de conserver une grande réserve dynamique de puissance réactive, au niveau des groupes, mobilisable immédiatement lors de fortes perturbations (court-circuit ou autres).
Le service rendu au système par les dispositifs statiques est cependant limité car ils ne permettent qu'un réglage discret de la puissance réactive et, contrairement aux FACTS et aux groupes de production, les condensateurs et les inductances ne peuvent pas offrir d'autres fonctionnalités au réseau. De plus, pour éviter des à-coups de tension sur le réseau, des procédures sont à respecter au moment de l'enclenchement des condensateurs par exemple.
HAUT DE PAGE7.2 Compensateurs...
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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. - ...
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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