modèle de note de service ERD - interne

modèle de note de service ERD - interne
Étude de l’impact sur la transmission tarifaire pour le
raccordement d’une production décentralisée en HTA
Indice
Date application
Objet de la modification
A
30/06/2008
Création
B
05/08/2011
Logo SRD
C
22/09/2012
Changement de logo
Résumé
L’objectif de l’étude est de vérifier que le raccordement de l’installation ne perturbe pas les émissions des signaux
tarifaires. Ces règles ne sont applicables qu'aux raccordements d’installations HTA sur des postes sources équipés
d'un système d'injection TCFM en série.
Accessibilité
Copyright SRD
 Libre
 SRD
1/9
 Confidentiel
DOC Impact TCFM racc prod HTA – 22/09/2012
SOMMAIRE
1.
OBJET DE L'ETUDE
3
2.
HYPOTHESES
3
2.1. MODELISATION
3
2.1.1. RESEAU
2.1.2. PRODUCTEURS
2.1.3. CONSOMMATEURS
3
3
5
2.2. DONNEES D’ENTREE
5
2.3. SEUILS APPLICABLES
5
3.
6
DETERMINATION DE LA SOLUTION DE RACCORDEMENT
4. RESULTATS - CHOIX DE L'EMPLACEMENT D'UN FILTRE ET DETERMINATION DES
CONTRIBUTIONS FINANCIERES DES PRODUCTEURS A L'INSTALLATION DE CE FILTRE
7
4.1. CALCUL DE L'EFFET DE CHAQUE PRODUCTEUR SUR LE SIGNAL TARIFAIRE
7
4.2. CHOIX DU FILTRE PAR LE PRODUCTEUR DEVANT L’INSTALLER
7
5.
CARACTERISTIQUES DU RESEAU A 167 HZ A FOURNIR AU PRODUCTEUR
8
6.
VERIFICATION DU FILTRE PASSIF PROPOSE PAR LE PRODUCTEUR
9
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1. Objet de l'étude
En France, le système de diffusion d'ordres de comptage (pilotage des tarifs jour/nuit par exemple) est basé sur
l'envoi d'une onde à fréquence musicale multiple non entier du 50 Hz (ajoutée au 50 Hz en plus de l'énergie
transmise) sur les réseaux électriques.
Il est largement utilisé pour transmettre les signaux tarifaires par les opérateurs de réseaux vers les clients. Ces
ordres tarifaires ou TCFM (Télécommande Centralisé à Fréquence Musicale) se propagent partout et sont
disponibles chez tous les clients.
Toutefois, certaines configurations de raccordement sur le réseau viennent nuire à la bonne transmission de ces
ordres tarifaires. Exemples : l'installation de nouveaux producteurs autonomes (éolienne, petit hydraulique, petite
turbine à gaz, ...), l'installation de nouveaux équipements (batterie de condensateur, filtre), ...
Il s’agit de vérifier que le raccordement de l’installation ne perturbe pas les émissions du signal tarifaire et que
l’atténuation du signal tarifaire en différents points du réseau n’atteint pas des valeurs critiques pour la réception.
Ces règles ne sont applicables qu'aux raccordements d’installations HTA sur des postes sources équipés d'un
système d'injection TCFM en série.
Cette étude est à réaliser de manière systématique dès que la somme des puissances nominales des machines
tournantes (notamment de production) déjà raccordées ou placées devant l’installation HTA dans la file d'attente
(installation à étudier comprise) dépasse 5% de la puissance des n-1 transformateurs HTB/HTA de plus faible
puissance dans le poste source.
2. Hypothèses
2.1. Modélisation
2.1.1.
Réseau
La TCFM est étudiée en schéma transformateur secourant, ce qui constitue la situation de référence à prendre
en compte pour le calcul de seuils amont et aval du taux des signaux de transmission tarifaire à 167Hz.
En cas d’intégration d’un filtre passif, il faudra vérifier l’efficacité de ce dernier en schéma normal.
2.1.2.
Producteurs
Il est nécessaire de prendre en compte les installations de production dans les calculs.
Avant raccordement

Installations à couplage permanent : on prendra en compte toutes les installations de production déjà
raccordées avant le 2 mai 1995 (date de publication au journal officiel de l’arrêté du 14 avril 1995) en HTA sur le
poste source :

installations non équipées de filtre : toutes ces installations doivent être prises en compte dans cette étude
sauf s’il s’agit d’installations à couplage fugitif ou d’installations raccordées dans le poste source en amont de
l’injection 167 Hz,

installations équipées d’un filtre passif : ces installations doivent être prises en compte. Elles doivent être
modélisées avec leur filtre passif afin de tenir compte de son effet,

installations équipées d’un filtre actif : ces installations ne doivent pas être prises en compte. La compensation
assurée par les filtres actifs devant être totale.

Installations à couplage fugitif : ces installations ne doivent pas être prises en compte. Compte tenu de la
courte durée pendant laquelle celles-ci sont couplées au réseau, elles sont considérées sans effet sur le signal
tarifaire.
Après raccordement

Installations à couplage permanent : on prendra en compte toutes les installations de production déjà
raccordées sur le poste source (avant et après le 2 mai 1995), et les installations présentes dans la file d’attente et
antérieures à l’installation étudiée. Les autres règles de prise en compte des installations en couplage permanent
sont identiques.

Installations à couplage fugitif : Ces installations ne doivent pas être prises en compte. Compte tenu de la
courte durée pendant laquelle celles-ci sont couplées au réseau, elles sont considérées sans effet sur le signal
tarifaire.
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Installations de production non éoliennes
Machines synchrones
Cette machine est modélisée par une génératrice synchrone en utilisant sa puissance nominale: S n et la réactance
subtransitoire :
x 'd' avec en amont un transformateur de débit de l’installation.
Machines asynchrones
Cette machine est modélisée par une génératrice asynchrone en utilisant sa puissance nominale: Sn, le rapport Id/In
(Id/In et cos φd sont calculés à partir des impédances de la modélisation de la machine) et le cos φd au démarrage
avec en amont un transformateur de débit de l’installation. Si des condensateurs de compensation du réactif
absorbé par la machine asynchrone sont prévus aux bornes de la machine, ils sont modélisés. Seuls les gradins
de condensateurs en service lorsque l’installation de production fonctionne à faible charge doivent être pris en
compte.
Installations équipées d’un filtre passif
L’installation est modélisée comme indiqué ci-dessus avec au point de livraison en amont du ou des ensembles
machine + transformateur de débit un filtre bouchon. Les paramètres L1, R1, C2, R2 du filtre sont pris à leur valeur
nominale.
Installations équipées d’onduleurs
Le (ou les) convertisseur(s) de l’installation est (ou sont) modélisé(s) par une (ou plusieurs) impédance(s) R-X série
ou parallèle. Si cette impédance est infinie, l’installation ne sera pas modélisée.
Installations de production éoliennes
La description des familles d'aérogénérateurs est donnée dans le mode d'emploi public des fiches de collecte des
sites éoliens.
Aérogénérateurs des familles 2, 3 et 5
Cette génératrice alternative est modélisée par une génératrice asynchrone en utilisant sa puissance nominale: S n,
le rapport Id/In (Id/In et cos φd doivent être calculés à partir des impédances de la modélisation de la machine) et le
cos φd au démarrage avec en amont un transformateur de débit de l’installation. Si des condensateurs de
compensation du réactif absorbé par la machine asynchrone sont prévus aux bornes de la machine, ils sont
modélisés. L’étude modélise chaque aérogénérateur avec ses gradins de condensateurs propres en service au
couplage par vent faible.
Pour la famille 3, on réalise l’étude pour les deux machines (la prédiction de la machine ayant le plus fort impact
n’est pas possible).
Pour la famille 5, on réalise l’étude avec les caractéristiques propres de la machine, c’est à dire sans tenir compte
de l’impédance que peut rajouter le dispositif couplé au rotor.
Le volume de gradins à prendre en compte est :
 pour la machine principale : Total des gradins enclenchés lorsque la machine principale est à vide (selon la
fiche B5 des Fiches de Collecte de renseignement),
 pour la machine secondaire : Total des gradins enclenchés lorsque la machine secondaire est à vide (selon la
fiche B5 des Fiches de Collecte de renseignement).
Aérogénérateurs de la famille 4
Cette génératrice alternative est modélisée par une génératrice asynchrone en utilisant sa puissance nominale: S n,
le rapport Id/In (Id/In et cos φd sont calculés à partir des impédances de la modélisation de la machine) et le cos φd
au démarrage avec en amont un transformateur de débit de l’installation. On modélise chaque aérogénérateur en
prenant les caractéristiques de la machine tournante fournies sans les éventuels gradins de condensateurs.
Aérogénérateurs de la famille 6
On distingue les onduleurs à commutation forcée, essentiellement à MLI (modulation de largeur d’impulsion avec
composants IGBT) et les onduleurs à commutation assistée par le réseau, essentiellement à base de thyristors.
Dans le cas où le producteur fournit l’impédance du convertisseur à 167 Hz, on réalise une étude TCFM en
modélisant le convertisseur par une impédance R-X série ou parallèle.
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A défaut d’informations précises fournies par le producteur sur l’impédance du convertisseur à 167 Hz, on
distingue deux cas :
 les onduleurs à commutation forcée sont considérés avec une impédance infinie. En conséquence, on ne
réalise pas d’étude TCFM. Si a posteriori il s’avère que les données fournies par le producteur n’étaient pas
exactes, celui-ci pourrait se voir imposer l’installation d’un filtre. En tout état de cause, le producteur doit
prévoir de mettre en œuvre le cas échéant les dispositions nécessaires pour la mise en place d’équipements
spécifiques,
 on considère que l’impédance d’un onduleur à commutation assistée par le réseau n’est pas négligeable. Dans
ce cas, on réalise une étude TCFM en modélisant chaque aérogénérateur par une génératrice alternative, de
puissance égale à la puissance nominale de l’aérogénérateur avec un Id/In de 3 et un cos φd de 0,1.
2.1.3.
Consommateurs
Les machines tournantes des consommateurs se comportent de la même manière que les machines tournantes
des génératrices alternatives d’un point de vue 167 Hz.
Machines synchrones
Ce moteur alternatif est modélisé par un moteur synchrone en utilisant sa puissance nominale: Sn et la réactance
subtransitoire :
x 'd' avec en amont un transformateur de débit de l’installation.
Machines asynchrones
Ce moteur alternatif est modélisé par un moteur asynchrone en utilisant sa puissance nominale: Sn Sn, le rapport
Id/In (Id/In et cos φd sont calculés à partir des impédances de la modélisation de la machine) et le cos φd au
démarrage avec en amont un transformateur de débit de l’installation. Si des condensateurs de compensation du
réactif absorbé par la machine asynchrone sont prévus aux bornes de la machine, ils sont modélisés.
Installations équipées d’un filtre passif
L’installation est modélisée comme indiqué ci-dessus avec au point de livraison en amont du ou des ensembles
machine + transformateur de débit un filtre bouchon. Les paramètres L1, R1, C2, R2 du filtre sont pris à leur valeur
nominale.
2.2. Données d’entrée
Les principales caractéristiques utilisées figurant dans les Fiches de collecte.
Dans un deuxième temps, si l’étude conclut à la nécessité de mettre en place un filtre et que le demandeur décide
de mettre en place un filtre passif, les caractéristiques du filtre sont établies selon la fiche de collecte
correspondante.
2.3. Seuils applicables
La méthode consiste à comparer :






D’une part le aval (taux du signal tarifaire sur le jeu de barre HTA du poste source les taux du signal tarifaire
aval) :
sans l’installation de production étudiée et sans les installations de production raccordées après le 2 mai 1995
(taux aval avant dans la suite du document),
avec l’installation de production étudiée et avec les installations de production raccordées après le 2 mai 1995
(taux aval après dans la suite du document).
D’autre part le amont (taux du signal tarifaire sur aux bornes HTB du transformateur HTB/HTA du poste
source) :
sans l’installation de production étudiée et sans les installations de production raccordées après le 2 mai 1995
(taux amont avant dans la suite du document),
avec l’installation de production étudiée et avec les installations de production raccordées après le 2 mai 1995
(taux amont après dans la suite du document).
1
Avec une émission à 1.15 % au poste source , pour que le raccordement du producteur sans filtre soit autorisé il
faut que :
[aval après  0.685% ou (aval avant - aval après)  0,015%]
et
[amont après  0,215% ou (amont après - amont avant)  0,015%]
Dans tout autre cas, un filtre est nécessaire.
1
En fonction du schéma d’exploitation du réseau HTB, le taux d’émission au poste source pourra être inférieur à 1.15%. La valeur de référence
pour l’étude sera alors mesurée au poste source.
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3. Détermination de la solution de raccordement
Pour déterminer s’il est nécessaire de demander au producteur d’installer à ses frais un filtre, les comparaisons
sont à faire selon les hypothèses d’étude suivantes :
 le réseau HTB à sa puissance de court-circuit minimum,
 en schéma transformateur producteur secourant,
 sans condensateur au poste (ou seulement ceux sans régulation varmétrique connectés en permanence),
 les charges à P*max,
 les machines et filtres passifs des sites de production normalement couplés au réseau.
SCC minimum
amont
TR 311
aval
Emetteur TCFM
Emetteur TCFM
Charge
liaison de
raccordement
Prod n° 1 avant 2
mai 1995
….
liaison de
raccordement
Prod n° k avant 2
mai 1995
Projet
Producteur
étudié
Si le taux aval et le taux amont restent après raccordement de l’installation de production dans les plages
admissibles définies, il n’est pas nécessaire de demander au producteur d’installer un filtre.
En cas de perturbation du signal tarifaire du fait du raccordement ultérieur d’une installation de production d’un
nouveau producteur, ce dernier doit s’engager par le biais de la convention de raccordement, et pour une durée de
6 ans à partir de la date de mise en service :
 à participer au financement d'un filtre et à son installation,
 à réaliser l’installation physique du filtre chez lui si celle-ci s’avère techniquement la plus judicieuse. Il prend en
charge l'entretien et le suivi du filtre.
Les participations financières de chaque producteur pour l'installation du filtre seront proportionnelles à
l’affaiblissement de signaux qu’ils provoquent en schéma transformateur secourant. Le calcul des affaiblissements
se fait en étudiant l’atténuation du signal 167 Hz à partir de l’étude des différents producteurs par ordre
chronologique de raccordement.
Si le taux aval ou le taux amont ne restent pas après raccordement de l’installation de production dans les plages
admissibles définies, alors il est nécessaire de demander au producteur de contribuer financièrement à l'installation
d'un filtre chez lui ou chez un autre producteur, et de réaliser l'installation du filtre si celle-ci se fait chez lui.
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4. Résultats - Choix de l'emplacement d'un filtre et détermination des contributions
financières des producteurs à l'installation de ce filtre
Lorsque l'étude détermine la nécessité d'un filtre, les règles à suivre pour son installation et sa prise en charge
financière diffèrent suivant que le producteur est ou non le premier raccordé au poste depuis le 2 mai 1995.
 si le producteur n'est pas le premier producteur raccordé dans le poste source après le 2 mai 1995 :
 le filtre doit être installé chez le producteur qui atténue le plus le signal tarifaire même s’il ne s’agit pas du
producteur étudié dans le cadre de sa convention de raccordement (généralement pour une durée de 6
ans à partir de la date de mise en service),
 le producteur chargé de l'installation du filtre est fondé à demander la participation du producteur étudié et
des autres producteurs raccordés après le 2 mai 1995 au financement du filtre, à l’exclusion des
producteurs ayant déjà participé au financement d’un filtre ou dont la date de mise en service est dépassée
depuis plus de 6 ans. L’atténuation du signal par chaque installation doit être calculée et communiquée aux
intéressés pour partage au prorata de l’atténuation du signal tarifaire.
 si le producteur est le premier producteur raccordé dans le poste source après le 2 mai 1995, le filtre doit
être installé sur les installations du producteur à ses frais.
4.1.
Calcul de l'effet de chaque producteur sur le signal tarifaire
La détermination des atténuations ou amplifications individuelles est indispensable pour choisir l'emplacement du
filtre et établir la répartition de sa prise en charge financière par les producteurs.
Si n producteurs sont concernés par la mise en place du filtre, les n+1 calculs du taux aval suivants doivent être
réalisés :
 dans la situation de référence "avant raccordement" : seuls les producteurs en service avant le 2 mai 1995
sont pris en compte,
 à partir de cette situation de référence, on ajoute les producteurs concernés par ordre chronologique de
mise en service. L'effet du producteur est la différence entre le taux aval dans la situation avant et après le
raccordement individuel de son installation.
 tout producteur créant une amplification du taux aval est exonéré de participation financière.
4.2.
Choix du filtre par le producteur devant l’installer
Les caractéristiques du réseau à la fréquence de transmission des ordres tarifaires doivent être communiquées au
producteur pour la conception de son filtre.
Le producteur peut décider de mettre en œuvre un filtre actif. Dans ce cas, aucune autre vérification
complémentaire n’est à réaliser. Néanmoins, le producteur doit utiliser un filtre autorisé d’emploi et communiquer à
l’opérateur de réseau le logiciel de télésurveillance de ce filtre ainsi que les numéros de téléphone et code d’accès
correspondant de façon à permettre aux entités chargées de la conduite des réseaux HTA de consulter en temps
réel l’état de fonctionnement du filtre.
Le producteur peut décider de mettre en œuvre un filtre passif. Dans ce cas, une validation de son efficacité doit
être effectuée. Une définition des caractéristiques du filtre est une opération délicate à partir de caractéristiques du
réseau. La définition et la validation du filtre (lorsque cette dernière est possible) doit être réalisée et les résultats
transmis au producteur.
Le producteur doit aussi s’engager à :
 faire vérifier chaque année son filtre et à maintenir les procès verbaux de vérification sur le site à
disposition de l’opérateur de réseau pour consultation,
 être en permanence en mesure de découpler son installation de production dans les 15 minutes sur appel
de l’entité responsable de la conduite des réseaux en cas de problèmes de transmission du signal tarifaire.
A défaut l’installation d’un dispositif d’échange d’informations d’exploitation permettant à l’entité
responsable de la conduite des réseaux d’émettre un ordre de découplage de l’installation de production
doit être demandé.
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5. Caractéristiques du réseau à 167 Hz à fournir au producteur
Afin de permettre au producteur de vérifier l’étude et de définir son filtre, les caractéristiques suivantes du réseau
en schéma transformateur secourant doivent lui être communiquées pour un raccordement en départ dédié :
SCC minimum
Xamont
Zamont
Xtransformateurs HTB/HTA
TR
Emetteur TCFM
Charges
liaison de
raccordement
liaison de
raccordement
Zaval
Prod n° 1 avant 2
mai 1995
….
ZccHTB en HTA à 167
175 Hz
Prod n° k avant 2
mai 1995
Ztransfo à 167
175 Hz
liaison de
raccordement
liaison de
raccordement
….
Prod n° j après 2
mai 1995
Prod n° n après 2
mai 1995
167 Hz
R et X à 175
des ouvrages de
raccordement
HTA du
producteur
liaison de
raccordement
Producteur étudié
R aval - 175
167 Hz
167 Hz
X aval - 175
R raccord 167
175 Hz
X raccord 167
175 Hz
 impédances du réseau amont, exprimées en HTA :
 Xamont à 167 Hz (réseau HTB Zcc en HTA à 167 Hz)
 Xtransformateurs HTB/HTA à 167 Hz (Ztransfo à 167 Hz)
 impédance aval du réseau Zaval (Raval – 167 Hz et Xaval – 167 Hz) en dehors de l'impédance équivalente du
producteur étudié). Cette impédance est équivalente à la mise en parallèle des impédances suivantes :
 charges du poste source,
 producteurs qui doivent être pris en compte pour l'étude "après raccordement", avec leurs ouvrages de
raccordement et leurs filtres éventuels.
 Rraccord et Xraccord à 167 Hz des ouvrages de raccordement HTA du producteur
Remarque : Dans le cas d’un raccordement sur un réseau existant, il est nécessaire de fournir deux impédances
supplémentaires :
La première (ZJdb_Pdl) correspond à l’impédance
équivalente à 167 Hz de la liaison de raccordement
avec les différentes charges et production sur l’artère
HTA se situant entre le JDB et le producteur étudié.
SCC minimum
Zamont
TR
Emetteur TCFM
Charges
liaison de
raccordement
La seconde (Zaval_Jdb) correspond aux charges et
productions en aval du JDB.
liaison de
raccordement
Zaval
Prod n° 1 avant 2
mai 1995
….
Prod n° k avant 2
mai 1995
liaison de
raccordement
liaison de
raccordement
liaison de raccordement
Charges et ou production
ZJdb_Pdl
Producteur étudié
Prod n° j après 2
mai 1995
….
Prod n° n après 2
mai 1995
Charges et
ou production
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Zaval_Jdb
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6. Vérification du filtre passif proposé par le producteur
A partir du réseau renseigné pour l'étude après raccordement un filtre bouchon est ajouté dans l'installation du
producteur. Les vérifications sont à réaliser dans les conditions schéma transformateur secourant et de schéma
normal. De plus, l’étude de la TCFM en schéma normal permet de vérifier l’intégration d’un filtre passif.
Conditions de validité du filtre :
Pour que le filtre soit accepté, il faut qu'avec tous les jeux de paramètres choisis les conditions ci-dessous soient
acceptées:
aval après avec filtre  0.685% ou (aval avant - aval après avec filtre)  0,015%
et
amont après avec filtre  0,215% ou (amont après avec filtre - amont avant)  0,015%
en schéma normal et transformateur HTB/ HTA secourant.
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