Présentation
En anglaisAuteur(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 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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6. Nécessité d’adapter le plan de défense aux évolutions du réseau
Un plan de défense est dépendant de la structure du réseau et de la technologie disponible. On veut donc montrer, à la lumière de l'exemple de l'installation du plan de défense coordonné contre les ruptures de synchronisme, en quoi l'évolution du réseau peut faire évoluer les besoins des plans de défense, et comment la richesse des technologies actuellement disponibles peut apporter des solutions aux problèmes anciens et nouveaux.
Les études menées dans les années 80 ont montré que le plan DRS (Débouclage sur rupture de synchronisme 5.4) contre les ruptures de synchronisme serait inadéquat à l'horizon des années 2000, compte tenu du maillage accentué du réseau et des accroissements des échanges interrégionaux et internationaux.
De plus, on a voulu s'affranchir de protections basées sur un critère indirect et imparfait de détection de ruptures de synchronisme (battements de tension), placées non pas au cœur de la zone où la robustesse de la détection est maximale, mais aux frontières et agissant de manière non coordonnée. On a en effet remarqué lors de ruptures de synchronisme ayant eu lieu dans le Sud-Ouest du réseau français, que :
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les DRS devant séparer les régions ayant perdu le synchronisme détectaient trop tard la rupture de synchronisme ;
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des DRS plus éloignées déclenchaient.
La rupture de synchronisme n'était pas suffisamment contenue et était stoppée tardivement : les conséquences en étaient donc plus graves.
C'est pourquoi le Plan de Défense Coordonné, aussi appelé SYCLOPES (SYstème Coordonné de LOcalisation PErtes de Synchronisme), a été mis au point. La figure 13 illustre le principe de fonctionnement de ce plan.
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Cette nouvelle barrière de défense est basée sur une détection centralisée des régions en rupture de synchronisme, à partir...
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BIBLIOGRAPHIE
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