Présentation

Article

1 - CYCLE THERMODYNAMIQUE D’UNE TURBINE À GAZ

2 - RENDEMENT DES COMPOSANTS ET LEURS ÉVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

3 - ENVIRONNEMENT ET SA MAÎTRISE

4 - AUTOUR DE LA TURBINE À GAZ

5 - RÉGULATION (INSTRUMENTATION, DÉMARRAGE, SÛRETÉ DE FONCTIONNEMENT)

6 - MAINTENANCE ET COMPTEURS D’ENDOMMAGEMENT

7 - COUPLAGE AU RÉSEAU

Article de référence | Réf : D4001 v1

Couplage au réseau
Production d’électricité par turbine à gaz

Auteur(s) : Jacques MAUNAND

Relu et validé le 04 juil. 2023

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Sommaire

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RÉSUMÉ

Cet article est consacré à la production d’électricité par des turbines couramment appelées « turbines à gaz », car alimentées par des gaz issus d’une combustion. Sont abordés tout à tour le cycle thermodynamique de ces turbines, le rendement de leurs composants et leurs évolutions technologiques. L’étude de leur impact environnemental n’est pas oubliée, ainsi que leur sûreté de fonctionnement et l’endommagement de leurs pièces.

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Auteur(s)

INTRODUCTION

D’un point de vue terminologique, la dénomination officielle des turbines à gaz est en français « turbines à combustion » dont l’abréviation est TAC. La dénomination scientifiquement exacte est « turbine à gaz de combustion » puisque ce sont les gaz issus d’une combustion qui fournissent l’énergie à la turbine. Il est donc compréhensible qu’une turbine à gaz puisse être alimentée avec des combustibles liquides. Dans cet article sont employées la dénomination d’usage courant « turbine à gaz » et l’abréviation « TAC » pour désigner cette technologie.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d4001


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7. Couplage au réseau

La qualité du réseau sur lequel débite l’alternateur de la turbine est un facteur important dans la disponibilité des turbines à gaz. En effet, certains réseaux sont soumis à des modifications brutales de la puissance demandée qui se traduisent par des variations de la fréquence électrique : sur un réseau isolé comme une île par exemple, le déclenchement d’un moyen de production peut conduire à une baisse de fréquence jusqu’à 47,5 Hz. Or naturellement, en régime stabilisé, une turbine à gaz qui a sa vitesse de rotation réduite, produit moins de puissance alors qu’il lui en est demandé plus : la régulation de la turbine à gaz doit alors compenser sans introduire de déclenchement.

Face à une perturbation du réseau, le gestionnaire de réseau peut spécifier trois types de réaction d’une turbine à gaz :

— maintenir la puissance produite ou obtenir la puissance maximale sans déclenchement ;

— venir en support au réseau par la production d’une réserve de puissance ;

Exemple

la turbine à gaz doit pouvoir fournir +/ – 7 % de sa puissance en 2 min à partir de la puissance nominale.

— passer en mode « îlotage » de la turbine à gaz par son isolement du réseau (souvent sous la responsabilité de l’exploitant) si la fréquence demandée est trop basse (entre 47 et 48,5 Hz selon les turbines). La turbine restera néanmoins disponible pour soutenir le réseau dans la phase de remise en service normal en fournissant la quantité d’électricité nécessaire en local : cela fait souvent l’objet d’une spécification d’achat (îlotage) qui est aisément testée.

Exemple

lors du « Black out italien de 2003 », certains sites industriels ont continué à être alimentés par la centrale locale qui s’était déconnectée du réseau.

La réaction d’une turbine à gaz à une telle sollicitation est très dépendante des détails de la régulation comme par exemple un contrôle de la température des fumées ou de la puissance produite et des temporisations introduites par ailleurs dans les diverses boucles de calcul du régulateur.

À titre indicatif, si l’on se place dans le premier cas pour une turbine qui produit...

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Couplage au réseau
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1 Références bibliographiques

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HAUT DE PAGE

2 Annexe

Dans les Techniques de l’Ingénieur

GIRAUD (M.) - SILET (J.) - Turbines à gaz aéronautiques et terrestres. - B 4 410 Machines hydrauliques et thermiques, nov. 1992.

LORANCHET (Y.) - Mise en œuvre des turbines à gaz dans l’industrie. - B 4 425 Machines hydrauliques et thermiques, nov. 1992.

HAUT DE PAGE

Autres ouvrages

GE Gas turbine Design Philosophy. - GER 3434 D. http://www.gepower.com

GE Gas Turbine performance Characteristics. - GER 3567 H. http://www.gepower.com

Heavy Duty gas Turbine Operating and maintenance Considerations. - GER 3620 J. http://www.gepower.com

Thèses

* - http://www.sudoc.abes.fr

CENUSA (V.-E) - Contribution...

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