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RÉSUMÉ
Le courant alternatif triphasé (AC) comme le courant continu (DC) exige des réseaux de distribution un équilibre générateur-récepteur. Dans cet article, on cherche tout d'abord à maîtriser les régimes transitoires dans les réseaux AC ou DC en cas de dysfonctionnement, grâce à une conversion d'énergie statique. Ensuite, on suggère une nouvelle association par la création d'un réseau DC pour optimiser le transfert de puissance. Cette association trouvera un intérêt tout particulier en Bretagne où le réseau de distribution AC est fragile.
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Michel PINARD : Normalien, Professeur agrégé hors classe - Professeur au conservatoire national des arts et métiers et à l'ESIEE
INTRODUCTION
Qu'est-ce qu'un réseau électrique AC de puissance ? Un ensemble de lignes ou de câbles reliant un grand nombre de générateurs, généralement à courant alternatif triphasé à des récepteurs (ou charges) par l'intermédiaire de transformateurs ou de convertisseurs, car le transport exige l'utilisation de la haute tension.
L'arrivée des énergies renouvelables (éoliennes, hydroliennes, photovoltaïque…) et des convertisseurs de puissance (à transistors IGBT) incite les installateurs à utiliser le courant continu pour le transport de l'électricité. Cette nouvelle donne amène les électriciens à réfléchir sur l'opportunité de l'utilisation de réseaux à courant continu DC haute tension au côté des réseaux à courant alternatif. Cette approche est dénommée réseau HVDC (High Voltage Direct Current).
On s'intéresse ici aux régimes transitoires particuliers intervenant par exemple lors d'un court-circuit brutal sur un câble en courant AC en comparaison avec ceux du même câble en courant DC, soumis à la même tension. Ce qui nous mène à une étude des possibilités des transferts de puissance entre les deux réseaux, pour obtenir une association optimale.
Il est alors possible d'envisager l'implantation géographique de générateurs à courant continu (éoliennes, panneaux photovoltaïques, hydroliennes, batteries…) pour rendre effectivement cette association optimale. On présente des exemples déjà en service ou en prévision notamment de réseaux HVDC autour de la Méditerranée.
En fin d'article est abordé le sujet de la Bretagne, actuellement déficitaire en énergie, on y suggère la construction d'un nouveau réseau de courant continu exploitant les énergies renouvelables qui sont particulièrement variées dans cette région : vent, mer, lumière…
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6. Conclusion
Les appareils du commerce étant prévus pour l'alimentation monophasée ou triphasée, le réseau continu ne peut être qu'auxiliaire, mais fiable, car il peut disposer de réserves grâce aux batteries, ou aux supercondensateurs, qui restent néanmoins fort chers.
Son développement dépendra beaucoup de la baisse des prix des convertisseurs, des panneaux photovoltaïques et des énergies nouvelles, le plus souvent génératrices de courant continu. L'usage des batteries et des éléments de stockage, même s'il s'avèrera toujours utile, s'en trouvera alors réduit. Cet usage pourrait néanmoins se développer si le prix au kilowattheure installé baissait considérablement.
Le « troisième conducteur » pourrait servir non seulement au contrôle de l'état du câble mais aussi à la transmission plus riche de données, et surtout d'Internet. Ce qui rendrait l'installation câblée plus rentable.
En fait, des réseaux à courant continu reliant entre elles principalement des sources d'énergies renouvelables peuvent d'ores et déjà servir d'appoint au réseau à courant alternatif principal. Les gestions des transferts de puissance sont alors séparées et plus facilement contrôlables. La recherche de l'optimisation n'en est que plus aisée. Des algorithmes et des logiciels reliés à des capteurs judicieusement placés peuvent alors gérer facilement l'ensemble sans trop de difficultés.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DAHMANI (O.) - Évaluation de l'architecture optimale du réseau électrique d'un champ éolien offshore. - [nbsp ]
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(2) - BERNARD (C.), SEBRAO-OLIVEIRA (C.), LAVAL (B.), VAUDOUER (C.) - Panneau photovoltaïque et algorithme MPPT à base de logique floue. - http://www.solar-fabrik.de/
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(3) - FOCH (H.), MEYNARD (T.) - Les convertisseus statiques percées dans les applications – Révolution dans les architectures. -
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(4) - DEFAY (F.) - Commande prédictive directe d'un convertisseur multicellulaire triphasé pour une application de filtrage actif. - Université de Toulouse, déc. 2008.
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(5) - IEA International Energy Agency - Mini réseau PV pour électrification rurale. - Rapport AEI-PVPS T9-13:2013 CLUB-ER, Publication Thématique, juil. 2013.
-
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
LabVIEW National Instruments France : Acquisition de données ; contrôle-commande temps réel
MATLAB/SIMULINK/DSPACE Acquisition de données ; contrôle-commande temps réel
PSIM Copyright 2001-2012 Simulation de systèmes de puissance http://www.powersimtech.com/
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Câbles sous-marins
ABB's high voltage cable unit in
Sweden
Phone : +46 455 556 00
Fax : +46 455 556 55
E-Mail : [email protected] http://www.abb.com/cables
Réseau DC grid autour de l'Europe http://www.leonardo-energy.org/
ENEA Consulting
89, rue Réaumur 75002 Paris France [email protected]
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