Présentation

Article

1 - MODES DE FONCTIONNEMENT DU RÉSEAU

2 - RÉSEAU DE TRANSPORT VIS-À-VIS DES ALÉAS

3 - GRANDS PRINCIPES ET COMPOSANTES D’UN PLAN DE DÉFENSE

  • 3.1 - Généralités
  • 3.2 - Première ligne de défense
  • 3.3 - Seconde ligne de défense
  • 3.4 - Reprise de service

4 - MÉTHODOLOGIE DE MISE AU POINT FONCTIONNELLE D’UN PLAN DE DÉFENSE

  • 4.1 - Généralités
  • 4.2 - Modèle de réseau utilisé
  • 4.3 - Incidents simulés
  • 4.4 - Utilisation d’une approche statistique
  • 4.5 - Spécification fonctionnelle
  • 4.6 - Vers la mise en œuvre matérielle

5 - PRATIQUES INTERNATIONALES

  • 5.1 - Surcharges, cascades de surcharges
  • 5.2 - Écroulements de tension
  • 5.3 - Chutes de fréquence
  • 5.4 - Ruptures de synchronisme
  • 5.5 - Îlotage des groupes nucléaires sur leurs auxiliaires

6 - NÉCESSITÉ D’ADAPTER LE PLAN DE DÉFENSE AUX ÉVOLUTIONS DU RÉSEAU

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : D4807 v1

Pratiques internationales
Plan de défense des réseaux contre les incidents majeurs

Auteur(s) : Jean-Pierre CLERFEUILLE, Sylvain VITET, Cyril LEBREVELEC

Date de publication : 10 août 2000

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Sommaire

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Auteur(s)

  • Jean-Pierre CLERFEUILLE : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Électricité de France (EDF) Exploitation du Système Électrique

  • Sylvain VITET : Ingénieur civil des Mines - EDF pôle Industrie division Recherche et Développement

  • Cyril LEBREVELEC : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - EDF pôle Industrie division Recherche et Développement

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INTRODUCTION

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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d4807


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5. Pratiques internationales

On présente ici les pratiques utilisées dans les différentes compagnies électriques. Les barrières de défense utilisées sont de deux types, en accord avec la philosophie de chaque compagnie électrique en matière de défense, selon qu'elle tienne à se protéger d'un phénomène d'écroulement ou d'un incident en particulier.

5.1 Surcharges, cascades de surcharges

La protection des lignes contre les surcharges ne relève pas d'une approche par phénomène dans le cas de réseaux maillés. En effet, on ne sait pas évaluer, à l'aide d'une grandeur classique de réseau, un risque de surcharge. Il faut citer, dans cette problématique, les réseaux français et japonais, qui font partie des très rares réseaux à être équipés de protections contre les surcharges de lignes. En France, toutes les lignes du réseau de transport en sont équipées ; au Japon, seules les lignes des axes principaux le sont. Mais soulignons qu'il s'agit bien d'une protection de l'ouvrage lui-même, et que son fonctionnement ne résout pas a priori les problèmes qui pourraient apparaître sur le réseau.

La protection des zones les plus contraintes est quant à elle réalisée à l'aide d'automates de type SPS (Special Protection Scheme), pour résoudre les problèmes rencontrés par le réseau.

Les principales actions peuvent être :

  • délestage de consommation en cas de surcharge sur certaines lignes (système des sections critiques utilisé en Italie) ;

  • déclenchement de moyens de production proches pour lever les contraintes de surcharge sur des interconnexions importantes (automate de la Vallée du Rhône, automate de St-Vulbas, en France) ;

  • voire les deux actions conjuguées : déclenchement de production ou de charge en cas de surcharge sur les lignes d'évacuation des centrales, comme au Canada.

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5.2 Écroulements de tension

Deux mesures sont utilisées par les pays qui ont le souci de minimiser la gêne de leurs clients et font office de formes « douces » de délestage de consommation :

  • le blocage automatique des régleurs en charge se généralise (Canada, Finlande,...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CHANAL (A.) -   Lignes aériennes.  -  D 4 420 à D 4 430. 2000.

  • (2) - BORNARD (P.), PAVARD (M.) -   Réseaux de transport et d’interconnexion de l’énergie électrique. Fonctionnement et réglage.  -  D 4 090. 1993.

  • (3) - CORROYER (C.), DUVEAU (P.) -   Protection des réseaux de transport et de répartition.  -  D 4 805. 1995.

  • (4) - CARRIVE (P.) -   Réseaux de distribution Structure et planification.  -  D 4 210. 1992.

  • (5) - MESLIER (F.), PERSOZ (H.) -   Réseaux de transport et d’interconnexion de l’énergie électrique. Développement et planification  -  . D 4 070. 1989

  • (6) - GAIN (E.) -   Réseaux de distribution. Conception et dimensionnement.  -  D 4 220. 1993.

  • ...

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