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Proposition de sujet de thèse L2EP/ErDF – 2015-‐2018 Evaluation anticipée des besoins et des possibilités de réglage en réactif sur une zone comprenant plusieurs postes source Directeur de thèse : Prof. Xavier Guillaud – Ecole Centrale de Lille – xavier.guillaud@ec-‐lille.fr -‐ +33320335387 Co-‐Directeurs : Frédéric Colas – Arts et Métiers ParisTech – [email protected] -‐ +33320622949 Sébastien Grenard – ErDF Mots-‐clés : Réseau de distribution, Interaction Transport/Distribution, Gestion de réactif, Gestion du plan de tension Contexte Les travaux proposés dans ce programme de recherche font suite à ceux déjà engagés dans la thèse de Juliette Morin débutée en octobre 2013 sur les problématiques de réglage de tension et de réactif à l’interface RPD/RPT. Ils font également référence à certaines dispositions des codes de réseau européen DCC (Demand Connection Code) et OPS (Operational Planning & Scheduling) qui exigent des GRDs d’être capable d’évaluer à différents horizons de temps (Année, Gestion Prévisionnelle court-‐
terme jusqu’au J-‐1) les « réserves » en capacité de modulation de la puissance réactive en aval d’un poste source ou de plusieurs postes source d’une même boucle/zone HTB. Les évolutions au niveau du comportement des consommations ainsi que la volatilité des productions connectées au réseau de distribution ont un impact non négligeable sur l’interface GRT/GRD. Il deviendra nécessaire de pouvoir intégrer ces évolutions dans une phase de gestion prévisionnelle. Dans ce travail, pour des raisons de qualités de prévisions, une maille de taille régionale sera retenue. Objectifs de la thèse Deux thématiques connexes sont à aborder afin de répondre à des problèmes pratiques posés aux Gestionnaires du Réseau de distribution d’une part et au système électrique (réseau de transport) d’autre part : i. Dans le système actuel de réglage du réactif à l’interface RPT/RPD, les évolutions physiques du système vont nécessiter des changements de possibilité de contrôle. Le GRD pourra être amené à s’appuyer sur différents moyens de réglage du réactif centralisé ou distribué et devra être capable d’évaluer les moyens nécessaires et les réserves disponibles (agrégées) pour répondre à l’exigence imposée à l’interface. L’évaluation de ces réserves s’appuiera sur la connaissance de prévisions (production, consommation) avec leurs incertitudes associées. ii. Une fois les « réserves » et possibilités de réglage en réactif évaluées, il est nécessaire d’anticiper et piloter de manière optimale les différents équipements permettant de contrôler les flux de réactifs d’une maille de taille régionale intégrant plusieurs postes sources. Cette anticipation de l’appel des équipements de réglage devra prendre en compte les incertitudes liées à la gestion prévisionnelle. 1) Agrégation à l’interface des possibilités de réglage de réactif Les régimes de fonctionnement en réactif du système électrique évoluent sous l’influence de divers facteurs : enfouissement des réseaux, raccordement de la production sur le réseau de distribution, comportement des usages avec l’électronique de puissance… Ces évolutions structurelles questionnent directement le mode de contrôle historique du réactif, notamment la localisation et la nature des moyens de réglage. Les transits de réactif à l’interface RPT/RPD sont profondément modifiés d’un point de vue physique et les GRT poussent pour faire évoluer les exigences sur le contrôle de ces transits. Ainsi, d’un point de vue technique les seuls leviers actuellement utilisés pour régler les flux de réactif à l’interface (les gradins de condensateur dans les postes source) pourraient ne plus suffire, en particulier pour la gestion des problèmes d’élévation de tension dans les réseaux ; et des leviers complémentaires sont à examiner. On pourrait théoriquement s’appuyer sur de nouvelles solutions matériels (selfs HTA ou systèmes à base d’électronique de puissance raccordées dans les postes sources), et/ou sur les possibilités de modulation du réactif des installations de production raccordées au réseau de distribution. Au regard de toutes les possibilités de réglage disponibles et des contraintes d’activation (contrainte réseau, contrainte de pilotage, etc…), il est proposé de travailler sur une méthodologie et des outils permettant d’évaluer les besoins en puissance réactive sur une zone de réseau comprenant plusieurs postes source, puis « d’agréger », en gestion prévisionnelle, les possibilités techniques de modulation du réactif (ou « réserve » en réactif) à l’interface RPT/RPD en prenant en compte : • les différentes contraintes techniques des installations de production raccordées sur la HTA et la BT (capacités constructives + pilotage possible) et des autres leviers de réglage du réactif (condo, selfs, autres), • les limites du réseau de distribution à absorber ces modulations de réactif (impact tension et transit) • le rendement du réseau à fournir ces services à l’interface (pertes active et réactive liées au transit de réactif), • la connaissance des points de fonctionnement du réseau RPT, • les incertitudes associées à chacun de ces éléments telles que les incertitudes associées à la prévision de consommation et de production Les méthodologies développées viseront essentiellement les horizons de temps J-‐1 à J-‐x. Une vision annuelle pourra également être investiguée. 2) Contrôle anticipé (en gestion prévisionnelle) des moyens de réglage du réactif sur une maille de taille régionale pouvant contenir plusieurs postes sources La première partie permet d’évaluer de manière anticipée les possibilités de réglage en réactif d’une zone de réseau. Cette seconde partie développera des méthodes et outils qui chercheront à déterminer de manière anticipée le contrôle optimisé des équipements de réglage du réactif pour différents besoins (différents besoins pourront être regardés, à la fois des objectifs techniques mais aussi des contraintes réglementaires et contractuelles). Les méthodologies développées seront donc utilisées pour optimiser la coordination des moyens de réglage sur une maille de zone HTB comprenant plusieurs postes source. Cette coordination des moyens de réglage devra prendre en compte les différentes incertitudes de la gestion prévisionnelle.