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La capacité d’accueil d’un départ basse tension correspond à la puissance de production qui peut être raccordée sans générer de contraintes en courant ou en tension
La notion de capacité d’accueil est décrite en détails et illustrée dans l’article «
Notion de capacité d’accueil
». Le présent article fait suite à l’article «
Principes d’études et de dimensionnement
». Il illustre par quelques cas les ordres de grandeur attendus de la capacité d’accueil en production des postes de distribution publique suivant les règles du gestionnaire de réseau de distribution Enedis. L’article se concentre sur les contraintes de tension qui peuvent limiter la capacité d’accueil en production puisqu’il s’agit du cas le plus fréquemment rencontré.
Illustration sur un cas concret
La capacité d’accueil du réseau basse tension est généralement inférieure à la puissance de soutirage
Du fait des tolérances différentes pour la chute et l’élévation totales de tension, l’étude de raccordement d’un ou plusieurs producteurs à une puissance égale à la puissance de soutirage identifie bien souvent des contraintes de tension haute.
Le diagramme ci-dessous illustre cette situation avec les élévations de tension physiques générées sur un départ basse tension ; une puissance de production est raccordée en chaque point du réseau à hauteur de la puissance de soutirage en ce point.
La variation de tension dans le transformateur est prise à une valeur de -1,5% quand le poste est en soutirage (vu du réseau HTA) et +1% en injection. En toute rigueur, la variation de tension dépend de la puissance nominale du poste et en partie de son taux de charge (l’autre partie des pertes étant fixe), et peut varier entre 0,5 et 3%.
Les élévations de tension générées en chaque point, considérant l’effet de la ligne et du transformateur, sont légèrement inférieures aux chutes de tension, conséquence d’une autoconsommation partielle de la production en chaque nœud (du fait du talon de consommation). Néanmoins, l’élévation de tension par rapport à la tension nominale est bien supérieure à 1% aux trois nœuds du réseau. Cette situation est donc contraignante et peut amener à des travaux conséquents.
Coûts de raccordement et capacités d'accueil des réseaux
Les règles actuelles d’Enedis limitent l’élévation de tension autorisée à 1% ou 2,5% par rapport à la tension nominale, respectivement en départ mixte ou dédié, en basse tension
Les règles techniques d’études et de dimensionnement d’Enedis pour le raccordement des producteurs sont décrites dans l’article «
Principes d’études et de dimensionnement
».
La conséquence de ces règles est que la marge autorisée en élévation de tension dans le transformateur et la ligne par rapport à la tension nominale (400V / 230 V) est de :
1% en départ mixte (départ partagée avec d’autres utilisateurs)
2,5% en départ dédié (départ consacré au producteur).
A l’inverse, les consommateurs sont limités à une chute de tension totale de 7 à 11,5 % en fonction des réglages dans les postes de transformation. Cette plage est obtenue en sommant les différents éléments connus, tels que décrits dans la documentation technique (Enedis-PRO-RES_43E). Ces valeurs sont inférieures ou supérieures à la valeur de 10 % parce que la tension à vide du poste HTA/BT peut être inférieure ou supérieure à la tension nominale du fait des ajustements de la tension dans les postes (HTB/HTA et HTA/BT) et de la variation de tension sur le réseau HTA.
Du fait des marges de variations de tension différentes pour le soutirage et l’injection en basse tension, le raccordement de la même puissance en production et en consommation ne génère pas les mêmes conclusions en étude des contraintes et donc sur le besoin de travaux.
Extrait de la DTR Enedis – Principes d’études en basse tension :
« La chute (ou l’élévation) de tension totale est définie comme la somme algébrique des écarts en pourcentage par rapport à la tension nominale entre le niveau de tension HTA du Poste Source et le Point de Livraison. »
La chute (ou élévation) de tension par rapport à la tension nominale correspond à l’écart en pourcentage entre la tension au point de livraison et la tension nominale basse tension (400 V/ 230V). Les valeurs max et min sont définies au niveau réglementaire à +/- 10%.
Schéma d’un plan de tension montrant les différents types de chute de tension. Source : Enedis-PRO-RES_43E-V5, avec commentaires d’Hespul pour les définitions des termes « chute de tension par rapport à la tension nominale » et « chute de tension totale »
A travers la prise en compte d’une charge minimale sur le réseau, le calcul de la capacité d’accueil tient littéralement compte d’un taux d’autoconsommation de la production non nul
La marge totale d’élévation de tension permise au global dépend du plan de tension existant avant le raccordement d’un producteur, c’est-à-dire en présence des charges raccordées, puisque dans les études de raccordement producteur, Enedis considère un talon de consommation. La capacité d’accueil du réseau est donc différente que si une charge nulle était considérée dans les études (cf. figure ci-dessous). En départ mixte (partagé avec des consommateurs et éventuellement autres producteurs), l’élévation de tension totale autorisée peut donc être inférieure ou supérieure à 1 % :
supérieure à 1 % : en l’absence de producteurs existants, le producteur qui se raccorde va voir sa production partiellement ou entièrement consommée par la charge minimale sur le réseau,
inférieure à 1 % : lorsque d’autres producteurs sont déjà raccordés sur un réseau basse tension, le talon de consommation sera déjà partiellement ou entièrement compensé.
En départ dédié, l’élévation de tension totale autorisée dépendra de la charge sur les autres départs et de la variation de tension dans le transformateur.
Des calculs simplifiés permettent de dégager des ordres de grandeur de puissance de production pouvant être raccordé au réseau selon la typologie des câbles et la distance entre le poste de distribution et l’installation. Dans les faits, la capacité d’accueil sera systématiquement évaluée en tenant compte des charges minimales sur le réseau et de la nature et section des câbles des tronçons. En effet, par exemple, le réseau peut être constitué de sections décroissantes, par exemple avec des sections de 240 mm2 sur les premières dizaines de mètres à la sortie du poste, puis un passage en 150 mm2.
L’exemple ne tient pas compte des éléments qui ne sont pas connus : la charge minimale du réseau (sa prise en compte aura pour effet d’augmenter la capacité d’accueil par rapport aux chiffres ci-dessous) et la variation de tension dans le poste de distribution (qui aura pour effet d’augmenter la capacité d’accueil ou de la diminuer, en fonction du sens du courant dans le poste). Les chiffres fournis pour chaque distance du poste ne se cumulent pas.
On peut lire le diagramme de la manière suivante : par exemple, il est possible de raccorder environ 60 kW de production à 50 mètres d’un poste de distribution, lorsque le réseau est torsadé avec une section de 70 mm2. Cette puissance est seulement d’environ 10 kW à 300 mètres du poste.
Estimation de la puissance maximale raccordable en différents points sur un départ basse tension pour respecter une élévation de tension maximale de 1% en considérant une hypothèse très conservatrice d’une consommation nulle sur le départ.
La capacité d’accueil du réseau basse tension n’est pas une donnée en libre accès, mais des simulations sur un groupe de projets sont possibles
La capacité d’accueil des postes HTA/BT n’est pas une donnée calculée par les gestionnaires de réseaux de distribution. Elle n’est donc pas accessible (voir l’article
Données et diagnostic
). En effet, comme expliqué en détails dans l’article «
Notion de capacité d’accueil
», cette donnée peut prendre de multiples valeurs en fonction de l’ordre de raccordement des producteurs.
Le Simulateur de raccordement BT (voir article
Coûts de raccordement
) du gestionnaire de réseau Enedis permet cependant de faire un calcul « simultané » sur plusieurs projets de production, définis par une puissance de production et une localisation, c’est-à-dire un calcul des contraintes tenant compte de l’impact des installations les unes sur les autres. L’utilisateur renseigne ses points et le simulateur génère un résultat pour l’ensemble.
Pour avoir accès au simulateur, il est nécessaire de se connecter à un Espace Client d'Enedis (onglet "Raccordement" puis "Simulation") :
La capacité d’accueil est utile à court-terme pour le développement de projets et à long terme pour la planification
Le calcul de la capacité d’accueil des postes HTA/BT et des nœuds BT est un sujet en cours d’étude. Il est exploré par des gestionnaires de réseaux (Enedis et les ELD), associations et bureaux d’études. En effet, ce sujet est important à la fois pour connaître les possibilités de raccordement à court-terme, mais également les nécessités éventuelles d’adaptation du réseau basse tension pour répondre aux
objectifs locaux
, régionaux et nationaux.
Enedis et Hespul ont notamment un axe de travail sur l’amélioration des méthodes d’accompagnement de projets type cadastre solaire visant à développer des solutions accessibles à tous les acteurs et tenant compte de la dimension réseau électrique.
Sur les postes HTA/BT composés de plus d’un départ, la production excédentaire d’un départ est consommée par le ou les autres départs
Les plans de tension de chaque départ ne s’influencent mutuellement que par la variation de tension au poste qui elle dépend de la charge soutirée nette du réseau HTA (variation négative) ou de la production nette injectée sur le réseau HTA (variation négative).
Dans l’exemple donné à la figure ci-dessous, le départ 1 est excédentaire de 12,6kW en production, puisque sa charge minimale est de 8,4kW (20% de 42kW). Or, aucune production n’étant raccordée sur le départ 2, sa charge minimale est de 20kW (20% de 100 kW). Le poste reste donc en situation de soutirage à hauteur de 7,4kW.
En présence de plusieurs départs, l’évaluation de la capacité d’accueil nécessite de tenir compte de la situation des autres départs.
La capacité d’accueil est différente selon la localisation des sites de production
Une capacité d’accueil peut être plus ou moins importante pour un même poste en fonction de la puissance et de la localisation des unités de production. Dans l’exemple suivant, une capacité de 28 kW peut être raccordée sur le départ si elle est raccordée en A, alors qu’au global seulement 21 kW peuvent être raccordés sur le départ s’ils sont répartis en A et C.
L’effet de l’écrêtement est réel mais peut-être insuffisant pour lever des contraintes lourdes
La variation de tension étant proportionnelle à la puissance transitée, toute chose égale par ailleurs, la baisse de la puissance injectée induit une baisse de la variation de tension liée à la production. Les élévations de tension sont donc moins importantes lorsque les puissances actives maximales des onduleurs sont limitées à 70% de la puissance crête des panneaux.
Les solutions d’optimisation de la capacité d’accueil peuvent diminuer le besoin de travaux, mais aussi éviter des travaux pour les prochains producteurs
Les exemples précédents illustrent plusieurs solutions génériques pour optimiser la capacité d’accueil :
limiterla puissance de raccordement en écrêtant les onduleurs tout en limitant fortement les pertes de productible (un écrêtement à 70% de la puissance crête génère moins de 1% de pertes annuelles en France)
éviter tant que possible le raccordement d’installations en bout de ligne sur des départs peu chargés et/ou de faible section et/ou de forte longueur.
Ces solutions mises en œuvre par les producteurs sont leurs principaux leviers actuels, en basse tension, pour diminuer leur impact sur le réseau et accéder à des solutions de raccordement moins chères. Ces solutions peuvent dans certains cas modifier à la marge des solutions de raccordement mais néanmoins préserver les capacités d’accueil pour les futurs producteurs sur les postes en question.
Enfin, ces solutions fonctionnent en complémentarité avec des solutions côté réseau, c’est-à-dire mises en œuvre par les gestionnaires de réseau et autorités concédantes, qui vont jouer sur l’ « impédance du réseau », c’est-à-dire les sections et longueurs de câbles, et sur les réglages des postes.
Current: Capacité d'accueil en production en basse tension
Enjeux
La capacité d’accueil d’un départ basse tension correspond à la puissance de production qui peut être raccordée sans générer de contraintes en courant ou en tension
La notion de capacité d’accueil est décrite en détails et illustrée dans l’article «
Notion de capacité d’accueil
». Le présent article fait suite à l’article «
Principes d’études et de dimensionnement
». Il illustre par quelques cas les ordres de grandeur attendus de la capacité d’accueil en production des postes de distribution publique suivant les règles du gestionnaire de réseau de distribution Enedis. L’article se concentre sur les contraintes de tension qui peuvent limiter la capacité d’accueil en production puisqu’il s’agit du cas le plus fréquemment rencontré.
Les règles actuelles d’Enedis limitent l’élévation de tension autorisée à 1% ou 2,5% par rapport à la tension nominale, respectivement en départ mixte ou dédié, en basse tension
Les règles techniques d’études et de dimensionnement d’Enedis pour le raccordement des producteurs sont décrites dans l’article «
Principes d’études et de dimensionnement
».
La conséquence de ces règles est que la marge autorisée en élévation de tension dans le transformateur et la ligne par rapport à la tension nominale (400V / 230 V) est de :
1% en départ mixte (départ partagée avec d’autres utilisateurs)
2,5% en départ dédié (départ consacré au producteur).
A l’inverse, les consommateurs sont limités à une chute de tension totale de 7 à 11,5 % en fonction des réglages dans les postes de transformation. Cette plage est obtenue en sommant les différents éléments connus, tels que décrits dans la documentation technique (Enedis-PRO-RES_43E). Ces valeurs sont inférieures ou supérieures à la valeur de 10 % parce que la tension à vide du poste HTA/BT peut être inférieure ou supérieure à la tension nominale du fait des ajustements de la tension dans les postes (HTB/HTA et HTA/BT) et de la variation de tension sur le réseau HTA.
Du fait des marges de variations de tension différentes pour le soutirage et l’injection en basse tension, le raccordement de la même puissance en production et en consommation ne génère pas les mêmes conclusions en étude des contraintes et donc sur le besoin de travaux.
Extrait de la DTR Enedis – Principes d’études en basse tension :
« La chute (ou l’élévation) de tension totale est définie comme la somme algébrique des écarts en pourcentage par rapport à la tension nominale entre le niveau de tension HTA du Poste Source et le Point de Livraison. »
La chute (ou élévation) de tension par rapport à la tension nominale correspond à l’écart en pourcentage entre la tension au point de livraison et la tension nominale basse tension (400 V/ 230V). Les valeurs max et min sont définies au niveau réglementaire à +/- 10%.
Schéma d’un plan de tension montrant les différents types de chute de tension. Source : Enedis-PRO-RES_43E-V5, avec commentaires d’Hespul pour les définitions des termes « chute de tension par rapport à la tension nominale » et « chute de tension totale »
A travers la prise en compte d’une charge minimale sur le réseau, le calcul de la capacité d’accueil tient littéralement compte d’un taux d’autoconsommation de la production non nul
La marge totale d’élévation de tension permise au global dépend du plan de tension existant avant le raccordement d’un producteur, c’est-à-dire en présence des charges raccordées, puisque dans les études de raccordement producteur, Enedis considère un talon de consommation. La capacité d’accueil du réseau est donc différente que si une charge nulle était considérée dans les études (cf. figure ci-dessous). En départ mixte (partagé avec des consommateurs et éventuellement autres producteurs), l’élévation de tension totale autorisée peut donc être inférieure ou supérieure à 1 % :
supérieure à 1 % : en l’absence de producteurs existants, le producteur qui se raccorde va voir sa production partiellement ou entièrement consommée par la charge minimale sur le réseau,
inférieure à 1 % : lorsque d’autres producteurs sont déjà raccordés sur un réseau basse tension, le talon de consommation sera déjà partiellement ou entièrement compensé.
En départ dédié, l’élévation de tension totale autorisée dépendra de la charge sur les autres départs et de la variation de tension dans le transformateur.
Des calculs simplifiés permettent de dégager des ordres de grandeur de puissance de production pouvant être raccordé au réseau selon la typologie des câbles et la distance entre le poste de distribution et l’installation. Dans les faits, la capacité d’accueil sera systématiquement évaluée en tenant compte des charges minimales sur le réseau et de la nature et section des câbles des tronçons. En effet, par exemple, le réseau peut être constitué de sections décroissantes, par exemple avec des sections de 240 mm2 sur les premières dizaines de mètres à la sortie du poste, puis un passage en 150 mm2.
L’exemple ne tient pas compte des éléments qui ne sont pas connus : la charge minimale du réseau (sa prise en compte aura pour effet d’augmenter la capacité d’accueil par rapport aux chiffres ci-dessous) et la variation de tension dans le poste de distribution (qui aura pour effet d’augmenter la capacité d’accueil ou de la diminuer, en fonction du sens du courant dans le poste). Les chiffres fournis pour chaque distance du poste ne se cumulent pas.
On peut lire le diagramme de la manière suivante : par exemple, il est possible de raccorder environ 60 kW de production à 50 mètres d’un poste de distribution, lorsque le réseau est torsadé avec une section de 70 mm2. Cette puissance est seulement d’environ 10 kW à 300 mètres du poste.
Estimation de la puissance maximale raccordable en différents points sur un départ basse tension pour respecter une élévation de tension maximale de 1% en considérant une hypothèse très conservatrice d’une consommation nulle sur le départ.
La capacité d’accueil du réseau basse tension n’est pas une donnée en libre accès, mais des simulations sur un groupe de projets sont possibles
La capacité d’accueil des postes HTA/BT n’est pas une donnée calculée par les gestionnaires de réseaux de distribution. Elle n’est donc pas accessible (voir l’article
Données et diagnostic
). En effet, comme expliqué en détails dans l’article «
Notion de capacité d’accueil
», cette donnée peut prendre de multiples valeurs en fonction de l’ordre de raccordement des producteurs.
Le Simulateur de raccordement BT (voir article
Coûts de raccordement
) du gestionnaire de réseau Enedis permet cependant de faire un calcul « simultané » sur plusieurs projets de production, définis par une puissance de production et une localisation, c’est-à-dire un calcul des contraintes tenant compte de l’impact des installations les unes sur les autres. L’utilisateur renseigne ses points et le simulateur génère un résultat pour l’ensemble.
Pour avoir accès au simulateur, il est nécessaire de se connecter à un Espace Client d'Enedis (onglet "Raccordement" puis "Simulation") :
La capacité d’accueil est utile à court-terme pour le développement de projets et à long terme pour la planification
Le calcul de la capacité d’accueil des postes HTA/BT et des nœuds BT est un sujet en cours d’étude. Il est exploré par des gestionnaires de réseaux (Enedis et les ELD), associations et bureaux d’études. En effet, ce sujet est important à la fois pour connaître les possibilités de raccordement à court-terme, mais également les nécessités éventuelles d’adaptation du réseau basse tension pour répondre aux
objectifs locaux
, régionaux et nationaux.
Enedis et Hespul ont notamment un axe de travail sur l’amélioration des méthodes d’accompagnement de projets type cadastre solaire visant à développer des solutions accessibles à tous les acteurs et tenant compte de la dimension réseau électrique.
Illustration sur un cas concret
La capacité d’accueil du réseau basse tension est généralement inférieure à la puissance de soutirage
Du fait des tolérances différentes pour la chute et l’élévation totales de tension, l’étude de raccordement d’un ou plusieurs producteurs à une puissance égale à la puissance de soutirage identifie bien souvent des contraintes de tension haute.
Le diagramme ci-dessous illustre cette situation avec les élévations de tension physiques générées sur un départ basse tension ; une puissance de production est raccordée en chaque point du réseau à hauteur de la puissance de soutirage en ce point.
La variation de tension dans le transformateur est prise à une valeur de -1,5% quand le poste est en soutirage (vu du réseau HTA) et +1% en injection. En toute rigueur, la variation de tension dépend de la puissance nominale du poste et en partie de son taux de charge (l’autre partie des pertes étant fixe), et peut varier entre 0,5 et 3%.
Les élévations de tension générées en chaque point, considérant l’effet de la ligne et du transformateur, sont légèrement inférieures aux chutes de tension, conséquence d’une autoconsommation partielle de la production en chaque nœud (du fait du talon de consommation). Néanmoins, l’élévation de tension par rapport à la tension nominale est bien supérieure à 1% aux trois nœuds du réseau. Cette situation est donc contraignante et peut amener à des travaux conséquents.
Sur les postes HTA/BT composés de plus d’un départ, la production excédentaire d’un départ est consommée par le ou les autres départs
Les plans de tension de chaque départ ne s’influencent mutuellement que par la variation de tension au poste qui elle dépend de la charge soutirée nette du réseau HTA (variation négative) ou de la production nette injectée sur le réseau HTA (variation négative).
Dans l’exemple donné à la figure ci-dessous, le départ 1 est excédentaire de 12,6kW en production, puisque sa charge minimale est de 8,4kW (20% de 42kW). Or, aucune production n’étant raccordée sur le départ 2, sa charge minimale est de 20kW (20% de 100 kW). Le poste reste donc en situation de soutirage à hauteur de 7,4kW.
En présence de plusieurs départs, l’évaluation de la capacité d’accueil nécessite de tenir compte de la situation des autres départs.
La capacité d’accueil est différente selon la localisation des sites de production
Une capacité d’accueil peut être plus ou moins importante pour un même poste en fonction de la puissance et de la localisation des unités de production. Dans l’exemple suivant, une capacité de 28 kW peut être raccordée sur le départ si elle est raccordée en A, alors qu’au global seulement 21 kW peuvent être raccordés sur le départ s’ils sont répartis en A et C.
L’effet de l’écrêtement est réel mais peut-être insuffisant pour lever des contraintes lourdes
La variation de tension étant proportionnelle à la puissance transitée, toute chose égale par ailleurs, la baisse de la puissance injectée induit une baisse de la variation de tension liée à la production. Les élévations de tension sont donc moins importantes lorsque les puissances actives maximales des onduleurs sont limitées à 70% de la puissance crête des panneaux.
Les solutions d’optimisation de la capacité d’accueil peuvent diminuer le besoin de travaux, mais aussi éviter des travaux pour les prochains producteurs
Les exemples précédents illustrent plusieurs solutions génériques pour optimiser la capacité d’accueil :
limiterla puissance de raccordement en écrêtant les onduleurs tout en limitant fortement les pertes de productible (un écrêtement à 70% de la puissance crête génère moins de 1% de pertes annuelles en France)
éviter tant que possible le raccordement d’installations en bout de ligne sur des départs peu chargés et/ou de faible section et/ou de forte longueur.
Ces solutions mises en œuvre par les producteurs sont leurs principaux leviers actuels, en basse tension, pour diminuer leur impact sur le réseau et accéder à des solutions de raccordement moins chères. Ces solutions peuvent dans certains cas modifier à la marge des solutions de raccordement mais néanmoins préserver les capacités d’accueil pour les futurs producteurs sur les postes en question.
Enfin, ces solutions fonctionnent en complémentarité avec des solutions côté réseau, c’est-à-dire mises en œuvre par les gestionnaires de réseau et autorités concédantes, qui vont jouer sur l’ « impédance du réseau », c’est-à-dire les sections et longueurs de câbles, et sur les réglages des postes.
