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1 - ORGANISATION DU DÉVELOPPEMENT DES RÉSEAUX DE DISTRIBUTION

  • 1.1 - Niveaux décisionnels des investissements
  • 1.2 - Nature et processus des études de développement des ouvrages
  • 1.3 - Politique technique

2 - DONNÉES D’ENTRÉE POUR LES ÉTUDES DE DÉVELOPPEMENT DES RÉSEAUX

3 - CALCUL TECHNICO-ÉCONOMIQUE APPLIQUÉ AUX RÉSEAUX ÉLECTRIQUES DE DISTRIBUTION

4 - ÉTUDES DÉCISIONNELLES DE DÉVELOPPEMENT DES OUVRAGES DE DISTRIBUTION

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : D4212 v1

Calcul technico-économique appliqué aux réseaux électriques de distribution
Principes et méthodes de développement des réseaux électriques de distribution

Auteur(s) : Alain COIFFIER

Date de publication : 10 juin 2021

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RÉSUMÉ

Le développement des réseaux de distribution d’énergie électrique, appelé aussi planification des réseaux de distribution, consiste à rechercher les meilleurs compromis techniques entre la satisfaction des utilisateurs et les coûts d’investissement et d’entretien des installations électriques de distribution. Dans ce contexte général, après avoir présenté les principes d’organisation du développement des réseaux de distribution, cet article expose l’approche technico-économique appliquée aux réseaux électriques et les méthodes d’étude associées aux postes HT/MT et aux réseaux MT et BT.

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ABSTRACT

Principles and Methods of Development of Electrical Distribution Networks

Development studies of electrical energy distribution networks, also called distribution network planning, consist in seeking the best technical compromises between user satisfaction and the investment and maintenance costs of electrical distribution installations. In this general context, after having presented the principles of organization of the development of distribution networks, this article presents the technical-economic approach applied to electricity networks and the study methods associated with HV / MV substations and MV networks and LV.

Auteur(s)

  • Alain COIFFIER : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) - Ex-Chef de service à la Direction Réseau d’ ERDF (Électricité Réseau de Distribution France)

INTRODUCTION

Les réseaux électriques de distribution publique sont un des vecteurs de développement des sociétés, ils doivent donc évoluer en permanence pour s’adapter, d’une part, aux besoins sociologiques et économiques des différents pays et, d’autre part, aux exigences nécessaires pour un fonctionnement optimal de l’ensemble des installations électriques de distribution publiques et privées. Concernant la distribution de l’énergie électrique, les évolutions des réseaux sont décidées dans le cadre des études de développement des réseaux de distribution, c’est l’objet de cet article. Ces études peuvent concerner les aspects indiqués ci-dessous :

  • les choix techniques fondamentaux ;

  • le choix des matériels à installer sur les réseaux de distribution ;

  • l’électrification de nouvelles zones ;

  • le traitement des contraintes électriques dues à l’accroissement des charges ;

  • le raccordement des nouveaux utilisateurs sur les réseaux de distribution ;

  • l’intégration des productions décentralisées et des bornes de recharge des véhicules électriques ;

  • l’amélioration de la qualité de fourniture au quotidien ainsi que lors d’événements climatiques ou technologiques exceptionnels ;

  • la réduction ou la maîtrise des pertes électriques ;

  • la rénovation des réseaux vétustes ou présentant une fiabilité intrinsèque insuffisante ;

  • la préservation de l’environnement et la sécurité des biens et des personnes ;

  • la modernisation des ouvrages pour une exploitation plus souple, plus rationnelle et plus automatisée.

Dans le domaine des réseaux de distribution MT, les études décisionnelles concernant certains aspects listés ci-dessus sont souvent orientées par le schéma directeur d’évolution des réseaux de distribution, qui fait l’objet de l’article [D 4 211].

Toutefois, les orientations structurelles du schéma directeur, qui permettent de réduire la combinatoire du nombre de solutions à étudier, sont souvent insuffisamment développées et détaillées pour envisager directement un investissement à partir de ces éléments. Cela est d’autant plus vrai que le schéma directeur peut avoir une ancienneté telle qu’il est nécessaire d’actualiser les données d’entrée pour s’assurer de la pertinence du projet.

La complexité des études de développement des réseaux de distribution est liée à la très grande quantité d’ouvrages à gérer, aux fluctuations des puissances transitées et aux nombreux paramètres techniques et économiques à prendre en compte dans les études. De plus, comme la durée de vie des ouvrages est très longue (30 à 40 ans), il ne suffit pas de s’assurer qu’un ouvrage est utile et économique à une année donnée, mais il faut vérifier qu’il aura toujours sa raison d’être à long terme.

Afin de choisir les meilleures solutions, il est indispensable de disposer d’outils de calcul et des méthodes adaptées permettant de prendre les bonnes décisions. Pour investir une somme d’argent, il faut être en capacité de définir le bon endroit sur le réseau, la bonne date de création d’ouvrage et la bonne technologie à mettre en œuvre. Le calcul technico-économique appliqué aux réseaux électriques, développé dans la troisième partie permet de répondre à ces exigences.

Les études de développement des réseaux de distribution, appelées aussi études de planification des réseaux de distribution, consistent à imaginer le réseau le plus vraisemblable possible à un horizon donné, généralement en réponse à une sollicitation : demande de raccordement de client, dépassement de capacité d’un ouvrage, obsolescence d’un composant, insertion de nouveaux équipements. Il est déterminé à partir d’hypothèses crédibles et en respectant, d’une part, les politiques techniques et économiques de l’entreprise et, d’autre part, les attentes de la société des pays et des utilisateurs des réseaux de distribution.

Avertissement : dans cet article à visée internationale, l’auteur n’utilise volontairement pas les termes désignant les tensions dans la norme française NFC 18-510. Pour un électricien français, il faudrait traduire ces termes comme suit :

BT : BT tension 50 V < U ≤ 1 000 V

MT : HTA tension 1 000 V < U ≤ 50 kV

Postes MT/BT : postes HTA/BT

HT et THT : HTB partitionnée en HTB1 : 63 et 90 kV ; HTB2 : 150 et 225 kV ; HTB3 : 400 kV

Remarque : le terme « planification des réseaux » n’a pas forcément la même signification à l’international qu’en France, c’est la raison pour laquelle, l’auteur a préféré utiliser la notion de développement des réseaux

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KEYWORDS

MV and LV networks   |   HV/MV substations   |   planning of electrical networks   |   technical-economic study

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d4212


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3. Calcul technico-économique appliqué aux réseaux électriques de distribution

Pour remédier à un problème identifié sur les réseaux de distribution, il existe en général plusieurs solutions techniques qui permettent de traiter le problème. Mais les solutions envisagées n’engagent pas forcément les mêmes investissements et peuvent avoir des effets, techniques et économiques, très différents à plus ou moins long terme. Il est donc important de disposer d’un outil permettant d’évaluer et comparer chacune des solutions envisagées, c’est l’objectif principal du calcul technico-économique appliqué aux réseaux électriques.

Avertissement : dans les formulations de cette section, on admet par convention, qu’un investissement réalisé à une année donnée procure ses effets la même année, y compris la première année de l’étude. On admet également qu’un investissement réalisé la première année de l’étude est soumis à une actualisation égale à l’unité avec I (0) l’investissement réalisé à l’année « 0 » et i le taux d’actualisation. En pratique, ces formalisations permettent de simplifier les différents calculs.

Dans certains ouvrages, d’autres règles peuvent être retenues. On peut trouver par exemple, une règle qui précise qu’un investissement réalisé à une année donnée procure ses effets l’année suivante.

3.1 Contexte de l’actualisation

La prise de décision concernant les évolutions du réseau résulte le plus souvent de comparaisons économiques entre plusieurs stratégies de développement du réseau. Dans ce contexte, la solution « ne rien faire » est une stratégie à étudier presque systématiquement, elle est souvent représentative de la référence. Mais la solution « ne rien faire » n’est pas toujours applicable, notamment en cas de contrainte d’intensité ou lorsque l’ouvrage étudié est inadapté ou détérioré, c’est également le cas lors du raccordement d’un nouvel utilisateur.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - EDF -   Le calcul économique et le système électrique. Principes élémentaires.  -  Service des Études économiques générales EDF Eyrolles (1979).

  • (2) - EDF -   La planification des réseaux électriques.  -  Collection de la direction des études et recherches d’EDF Eyrolles (1984).

NORMES

  • Opérations sur les ouvrages et installations électriques et dans un environnement électrique – Prévention du risque électrique - NF C 18-510 - 2012

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