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RÉSUMÉ
Le taux de pertes en énergie, rapport entre l’énergie perdue et le total de l’énergie injectée, est un indicateur internationalement reconnu comme pertinent pour apprécier la performance des réseaux électriques et des sociétés chargées de leur exploitation. Pour déterminer la nature de ces pertes en énergie (techniques ou non techniques) et leur localisation, il est nécessaire de maîtriser deux outils, le bilan énergétique par niveau de tension et l’évaluation des pertes techniques en énergie inhérentes au fonctionnement physique des réseaux. Le bilan énergétique permettra de déterminer l’énergie totale perdue et les pertes techniques, par différence avec l’énergie totale perdue, d’apprécier les pertes non techniques. L’objectif de cet article est donc de présenter ces deux outils d’autant plus complexes à manipuler que les données seront rares ou imprécises.
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Jean-Baptiste ABBÈS : Ingénieur Seureca Veolia, Aubervilliers, France
INTRODUCTION
Pour un gestionnaire de réseau ou pour un développeur de projet technique, la réalisation d’un bilan énergétique et la détermination des pertes électriques sur un réseau constituent des indicateurs techniques et économiques pertinents pour le suivi de la performance et la valorisation d’un projet.
Cet article a ainsi pour objectif de présenter et détailler les méthodes de détermination de ces deux outils :
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le bilan énergétique, outil physique qui dresse l’inventaire des flux énergétiques sur une zone, constate les flux entrants (injections) et sortants (consommations et pertes) ;
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l’évaluation des pertes techniques en énergie inhérentes à tout système (échauffement par effet Joule, pertes fer et effet couronne…) qui peuvent être modélisées et estimées de façon déterministe ou tout au moins statistique. Celles-ci s’additionnent lors de la commercialisation à des pertes « non techniques » qui ne peuvent être que déduites : pertes d’ordre commercial, fraudes, erreurs de comptage, erreurs dans les fichiers clientèle… L’asynchronisme dans la lecture des index des comptages vient ajouter un élément complémentaire de complexité au problème.
Différents outils et méthodes appliqués aux structures de réseaux traditionnelles seront proposés en se basant sur des jeux de données disponibles. Ceux-ci permettront à un analyste ou un exploitant de mettre en œuvre une approche théorique et conceptuelle robuste pour réaliser un bilan énergétique dans sa globalité.
La finesse des données conditionne la précision du calcul mais les différentes méthodes développées dans cet article seront cohérentes avec les données accessibles. Les incertitudes sur les valeurs seront inhérentes à la méthode mais le résultat doit donner une indication claire sur le bilan énergétique du système considéré et des incertitudes à prendre en compte.
Cet article s’attachera ainsi à présenter une méthode-outil pour évaluer un bilan énergétique sur une période révolue, afin de donner une image de l'état de santé technique, voire financier, d'une société d'électricité ou d'un territoire à l'intérieur de cette société à un moment donné. De cette méthode dont les résultats représenteront un outil d’aide à la décision pourra être déduit un plan d’action nécessaire pour réduire les pertes techniques et non techniques.
Avertissement : dans cet article à visée internationale, l’auteur n’utilise volontairement pas les termes désignant les tensions dans la norme française NF C18-510. Pour un électricien français, il faudrait traduire ces termes comme suit :
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BT : BT tension 50 V < U ≤ 1 000 V ;
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MT : HTA tension 1 000 V < U ≤ 50 V ;
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Postes MT/BT : postes HTA/BT ;
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HT et THT : HTB partitionnée en HTB1 : 63 et 90 kV ; HTB2 : 150 et 225 kV ; HTB3 : 400 kV.
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MOTS-CLÉS
niveau de tension pertes non techniques performance d'un réseau électrique taux de pertes en énergie
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1. Bilan énergétique sur un réseau électrique : périmètre, indicateurs et enjeux
1.1 Définition du bilan énergétique
À l’instar de tout système physique, la réalisation d’un bilan énergétique requiert la détermination d’une zone d’étude, l’inventaire des flux d’énergie et la réalisation d’une différence entre les flux entrants et les flux sortants.
Sur une zone d’étude (le système physique), les producteurs centralisés (centrales raccordées sur les réseaux de transport) ou décentralisés (raccordés sur les réseaux de distribution) injectent à chaque pas de temps une énergie sur le réseau (flux entrants).
Dans le cas d’une société de transport d’électricité, cette énergie est injectée au niveau des centrales et délivrée à quelques gros clients et dans les postes sources des sociétés de distribution électrique. Les points d’entrée et de sortie sont peu nombreux.
Dans le cas d’une société de distribution électrique uniquement, cette énergie est injectée depuis le réseau de transport au niveau des postes sources et par des producteurs injectant sur les réseaux de distribution et est soutirée par un nombre en général très important de consommateurs.
S’il est relativement simple de synchroniser les relevés de compteurs des producteurs et de certains gros consommateurs, il n’en est pas de même pour les consommateurs (flux sortants) dont les compteurs sont généralement relevés à un rythme variable et de façon non synchrone par rapport aux injections.
Au sein du système, le transport et la distribution de l’énergie électrique sont accompagnés de phénomènes physiques et organisationnels qui font que toute l’énergie produite n’est pas soutirée par la seule clientèle facturée pour un usage final : ce sont les pertes techniques et non techniques.
Les systèmes de comptages en place permettent en théorie de différencier des ratios :
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en puissance : Puissance soutirée [MW]/Puissance produite [MW] à un instant ou dans une configuration de réseau donnée ;
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en énergie : Énergie soutirée [MWh]/Énergie produite [MWh] sur une période donnée.
Dans un bilan énergétique les grandeurs physiques comparées sont des énergies en valeur annuelle. Les différents...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COMMISSION DE RÉGULATION DE L’ÉNERGIE - Rapport annuel 2019 - (2019).
-
(2) - ENEDIS - Bilan électrique ENEDIS 2018 - (2018).
-
(3) - HORSON (J.-P.) - La réduction des pertes techniques dans les systèmes électriques. - Publication EDF International Distribution Management Story, 15 (1996).
-
(4) - LAMBERT (M.) - Les transformateurs électriques. - Dunod (2016).
-
(5) - ODDI (M.) - Réseaux publics de distribution d’électricité : fonctionnement et protection. - Paris, Lavoisier (2016).
-
(6) - RTE - Bilan électrique 2018 - (2018) https://bilan-electrique-2018.rte-france.com/reseau-de-transport-taux-de-pertes/
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Opérations sur les ouvrages et installations électriques et dans un environnement électrique – Prévention du risque électrique - NF C18-510 - 2012
-
Transformateurs triphasés de distribution immergés dans l’huile, 50 Hz, de 50 à 2 500 kVA, de tension la plus élevée pour le matériel ne dépassant pas 36 kV – Partie 1 : prescriptions générales - NF EN 50464-1 - 2007
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