Des fonctions de régulation de tension en concurrence
Les fonctions de régulation de tension P(U) et Q(U), qui permettent de maximiser l’intégration de nouvelles capacités de production EnR tout en évitant l’apparition sur-tensions, deviennent de plus en plus courantes voire obligatoires sur les réseaux de distribution. Mais que se passe-t-il lorsque la consigne issue de la fonction de régulation n’est pas réalisable par l’onduleur, ou que ces régulations entrent en concurrence ?
Lorsque des fonctions de régulations sont utilisées, il est en effet possible que le générateur ne puisse pas atteindre le point de consigne requis par la régulation. Par exemple, imaginons une installation solaire dotée d’un onduleur d’une puissance nominale de 9 kVA et produisant sa puissance maximale de 9 kW. Si ce générateur est équipé d’une régulation Q(U) et que la tension est suffisamment élevée pour activer cette régulation, l’onduleur devra consommer, mettons, 3 kVAr de puissance réactive. Mais étant déjà à pleine capacité, ce point de consigne ne pourra pas être atteint en pratique. On se retrouve alors à devoir choisir entre abandonner la régulation Q(U) et continuer à produire 9 kW de puissance active sans puissance réactive, ou forcer la mise en œuvre du point de consigne de 3 kVAr en réduisant suffisamment la puissance active pour laisser de la marge à l’onduleur, ou trouver un compromis entre les deux objectifs contradictoires. Lorsqu’on utilise plusieurs types de régulations simultanément, généralement P(U) et Q(U), ce problème devient encore plus complexe.
Mais laquelle de ces stratégies de priorisation est la meilleure pour le producteur ?
L'impact de la priorisation
Pour répondre à cette question, nous avons comparé les capacités d’accueil d’un réseau de distribution Basse-Tension, en fonction de la stratégie de coordination mise en place.
Les résultats sont les suivants :
- La stratégie de maintien de la consigne de puissance active P(U) permet de minimiser l’énergie écrêtée au bout d’un an (1.6%, pour 4.4% pour la projection Euclidienne et 6.9% pour le la stratégie de maintien de la consigne de puissance réactive Q(U)) ;
- On n’observe aucune différence notable entre les stratégies en ce qui concerne les pertes totales, le facteur de déséquilibre ou la performance de maintien de la tension.
La loi française imposant une limite maximale de 5% de l’énergie annuelle écrêtée pour qu’une offre de raccordement alternative soit acceptable, alors on constate que le choix de la stratégie de priorisation entre les régulations impacte largement la faisabilité d’un raccordement alternatif.
Ressources
- Nous avons utilisé notre solveur d’écoulements de charge triphasés et déséquilibrés, Roseau Load Flow, disponible gratuitement pour des calculs sur des réseaux de 10 nœuds et moins ;
- Le départ BT utilisé est issu de notre modèle électrique du réseau de distribution moyenne-tension et basse-tension français, disponible sur demande à des fins de recherche et d’enseignement. Ce départ est mis à diposition via le package de Roseau Load Flow.
- Le code utilisé est disponible sur Github.
- Vous trouverez plus d’information sur les domaines réalisables des onduleurs dans la documentation de Roseau Load Flow.
