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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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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)
-
Daniel SOUQUE : Ingénieur-expert régulation-services système Département Performances EDF DTG
-
Laurent CHATONNET : Ingénieur-chargé d'affaires senior régulation-services système Département Performances EDF DTG
-
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.
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KEYWORDS
UQ diagram | synchronous generators | electricity production | Electricity transmission
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Dispositifs de réglage en réseau
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6. Outils de surveillance du producteur
Les enjeux liés au suivi des performances du réglage de tension peuvent être regroupés selon les grandes thématiques suivantes :
-
enjeu contractuel, connaissance par l'exploitant de la performance de la tranche vis-à-vis des engagements envers RTE ;
-
anticipation des pénalités ou abattements ;
-
optimisation des contrôles de maintenance et accès à des essais ciblés à distance ;
-
analyse sur évènements particuliers ;
-
contrôle de la sollicitation du matériel (alternateur, transformateur).
Le réglage de tension étant, comme nous l'avons vu, contractualisé avec RTE, au titre des Services Système, il est suivi et contrôlé par ce dernier avec des outils de surveillance à distance des performances de chaque tranche. Ces outils utilisent des mesures au poste de livraison, avec la possibilité de les estimer au niveau du stator via des modèles. Ils permettent, comme nous l'avons vu, de contrôler le respect des engagements du contrat (alertes), et le cas échéant d'appliquer des pénalités ou des abattements aux producteurs en écart.
Les producteurs ont donc également intérêt à suivre les performances de leur réglage de tension en interne : sont ainsi concernées par exemple les performances statiques (diagrammes UQ, participation au réglage secondaire), dynamiques (pente de variation de la puissance réactive). Les producteurs ont également grandement intérêt à avoir une estimation la plus fiable possible de la sollicitation de leurs machines (alternateur, transformateur) par ces services, afin d'assurer une utilisation au plus juste de leur matériel : d'où les notions de zone de fonctionnement normale, de chemin parcouru par la puissance réactive, par exemple, qui seront présentées par la suite.
Les outils qui réalisent « l'e-monitoring » (« e » pour « en ligne » et « monitoring » pour surveillance) permettent de veiller au respect du contrat de Services Système, ainsi qu'à la juste sollicitation des matériels. Ils permettent également une optimisation de la maintenance, en traitant en priorité celle-ci sur les tranches en écart.
Un producteur peut disposer, via des outils de suivi connectés au contrôle commande de l'installation, de données destinées au stator de l'alternateur, éventuellement au poste de livraison et surtout de certaines variables...
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Outils de surveillance du producteur
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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