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Principes d'études et de dimensionnement en moyenne tension

Principes généraux

Le producteur effectue une demande de raccordement au gestionnaire de réseau de distribution et celui-ci émet en retour un devis de raccordement

Que les installations produisent ou consomment de l’électricité, les mêmes principes s’appliquent : d’un point de vue physique, le réseau fonctionne indistinctement dans les deux sens, en soutirage ou en injection. Cependant, les hypothèses d’études peuvent différer s’agissant d’un consommateur ou d’un producteur qui demande à se raccorder.

Cet article cherche à répondre aux questions suivantes : lors d’une demande de raccordement d’un producteur au réseau moyenne tension  — ou « HTA », Haute tension A correspondant à une puissance de production supérieure à 250 kVA soit une tension nominale 20 000 kV — comment le gestionnaire de réseau de distribution établit la solution technique de raccordement qui donnera ensuite lieu à un devis de raccordement ? Quelles sont les hypothèses utilisées pour le calcul des contraintes physiques en courant et en tension ?

Pour une explication détaillée des contraintes en tension et en courant, voir respectivement les articles Principes physiques de l'intégration du PV en moyenne tension et Dimensionnement en soutirage.

Pour en savoir plus sur ce que les producteurs paient :

  • Pour comprendre le périmètre de facturation :  l'article de photovoltaique.info sur les "Coûts de raccordement" ;
  • Pour comprendre la contribution des utilisateurs aux financement du réseau : l'article de reseaux.photovoltaique.info sur la "Contribution des utilisateurs".

Hypothèses d'étude

Les hypothèses d’études en HTA tiennent compte de valeurs réelles des flux lorsqu’elles sont disponibles

Enedis publie dans sa documentation technique de référence les hypothèses utilisées dans l’étude de raccordement : Enedis-PRO-RES_05E. Toutes les études de raccordement doivent se conformer à la méthode décrite.

Les principales hypothèses sont les suivantes :

  • Autres hypothèses :
    • la tension de consigne au poste source (celle-ci peut être revue au cours de l’étude de raccordement) ;
    • une incertitude de 1% de variation de tension due à l’incertitude de mesure et de réglage.

Résorption des contraintes

En cas de tension haute détectée en étude en départ mixte, les premières mesures pour lever la contrainte consistent à ajuster les consignes en puissance réactive

Enedis décrit dans sa documentation technique de référence la hiérarchie des solutions utilisées pour lever une contrainte de tension (en HTA ou en BT) lorsque le raccordement du demandeur est prévu en départ mixte :

  1. diminuer la consigne d’injection de puissance réactive des producteurs déjà raccordés sur le départ HTA en question, le cas échéant, dans la limite de leurs capacités constructives
  2. établir une consigne d’absorption de réactif pour le demandeur « minimisant ainsi les coûts de raccordement et la sollicitation en puissance réactive », dans la limite de la valeur maximale obligatoire (tan phi = -0,35) ou autorisée (tan phi = -0,5) à condition pour cette dernière d’avoir l’accord du producteur
  3. modifier la tension de consigne en sortie de poste source dans les limites de la plage [Un + 2% ; Un + 4%]
  4. adapter le départ HTA existant
  5. déplacer le point de raccordement,
  6. créer un départ direct depuis le poste source.

Dans le cas d’un raccordement en départ direct, les mesures concernant le réactif ne sont pas applicables puisque 1)  le demandeur est le seul utilisateur sur le départ, 2) en départ direct, l’élévation de tension autorisée est beaucoup plus importante qu’en départ mixte, et 3) l’absorption de puissance réactive n’est utilisée en départ direct que dans une proportion très limitée (tan phi = [-0,1 ; 0]).

Solutions en vigueur pour l'optimisation du raccordement

Des solutions alternatives de raccordement peuvent être demandées par le producteur dans sa demande de raccordement

Plusieurs solutions, dites « offres de raccordement alternatives » (ORA), peuvent permettre de réduire les coûts ou délais de raccordement par rapport à l’offre de raccordement de référence qui est due par défaut au producteur. Dans sa délibération du 25 avril 2013, la CRÉ indique que les ORA correspondent à la situation suivante :

« … Le cas échéant, le gestionnaire de réseau public de distribution étudie, également, les alternatives qui répondraient aux choix ou préférences exprimés par le demandeur du raccordement, ou encore à ses propres besoins en termes de développement de réseau. »

Cette page décrit les solutions suivantes, qui sont toutes autorisées par la réglementation en vigueur, et qui peuvent être demandées par le producteur dans les fiches de collecte (Enedis-FOR-RES_18E).

Solutions

Implications pour le producteur

Division du parc en plusieurs sites distincts

Création de plusieurs points de livraison avec chacun un Contrat d’accès au réseau (CARD-I)

Baisse de la puissance de raccordement demandée 

Sous-dimensionnement ou bridage permanent des onduleurs  (avec ou sans pertes de productible significative selon le niveau)

Tracé alternatif

Nécessite autorisations de passage sur terrain privé

Déplacement du point de livraison

Peut avoir une incidence sur l’architecture du réseau privé du demandeur

Régulation dynamique de puissance active 

Pas ou peu de pertes de productible supplémentaires par rapport à une régulation statique

Nécessite d’installer un automate sur site en capacité de piloter les onduleurs sur mesure de tension au point de livraison

Certaines de ces solutions sont décrites plus en détails ci-dessous.

Les offres de raccordement dites « intelligentes » (ORI), c’est-à-dire intégrant la possibilité d’écrêter le site de production en cas de contraintes, ne sont pas actuellement autorisées par la réglementation. Elles sont décrites à la page suivante.

Offres de raccordement intelligentes (ORI)

Des offres intelligentes dans l’optique de diminuer les coûts de raccordement et réduire les délais des producteurs


Dans le régime de droit commun, une installation de production obtient une offre de raccordement de référence sur la base de la puissance de raccordement demandée, ni plus ni moins. Une offre alternative (ORA) peut être demandée à Enedis lors de la demande de raccordement, en indiquant une puissance de raccordement en injection plus faible. Si le producteur accepte l’ORA, il se raccordera à la puissance indiquée.


Une offre intelligente (ORI) consiste à raccorder le producteur à la puissance de raccordement demandée et à moduler la puissance maximale d’injection à la baisse en fonction des contraintes sur le réseau.


Les offres intelligentes de raccordement en HTA ne sont actuellement pas généralisées : elles ont été éprouvées dans le cadre du projet Smart Grid Vendée, où deux parcs éolien et photovoltaïque ont été raccordés de cette manière. Leur généralisation est actuellement en discussion.

Le dimensionnement de la solution de raccordement d’un producteur doit être suffisant pour ne pas générer de contraintes

Suite à une demande de raccordement, le gestionnaire de réseau de distribution concerné étudie la solution de raccordement dite « de référence » (arrêté du 28 août 2007), c’est-à-dire celle qui est « nécessaire et suffisante pour satisfaire l’évacuation » de l’électricité, « conforme » aux règles du gestionnaire de réseau, « techniquement et administrativement réalisable » et enfin qui minimise la « somme des coûts de réalisation des ouvrages de raccordement » (voir article Contribution des utilisateurs aux coûts de raccordement).

Dans le cas des installations HTA, une coordination avec le gestionnaire de réseau de transport RTE peut être nécessaire lorsque la puissance de raccordement est susceptible de générer des contraintes sur le réseau de transport (réseau HTB et postes HTB/HTB).

L'étude technique va permettre d'identifier si des ouvrages d'extension et/ou de renforcement seront nécessaires. Elle suit les grandes étapes suivantes :

  • étude physique des flux et du plan de tension sur l’ensemble du réseau HTA et au poste source, en schéma normal ;
  • évaluation des contraintes (intensité et tension) en utilisant l’intensité admissible des câbles et la variation de tension maximale autorisée le long des départs HTA et en tête des départs BT (en cas de raccordement sur départ existant) ;
  • dans le cas où la solution implique le développement de réseau (création ou modification), application des sections de câbles optimales (sections choisies pas seulement en fonction de l’intensité admissible mais aussi en fonction des pertes et de la structure du réseau) sachant qu’il n’y a que 4 sections utilisées en HTA souterrain (95 mm2, 150 mm2, 240 mm2 cuivre et 240 mm2 aluminium) et 2 sections utilisées en HTA aérien (54 mm2 et 148 mm2).

Depuis 2018, les contraintes apparaissant en schéma secourant d’exploitation n’ont plus à être traitées par la solution de raccordement de référence.

Extrait de la documentation Enedis-PRO-RES_05E V11, §3.3.1

« seules les contraintes apparaissant sur le raccordement principal (départ HTA et transformateur HTB/HTA disponibles) en schéma normal d'exploitation seront levées par une adaptation d’ouvrage ou une modification du point de raccordement. Sont exclues les contraintes apparaissant en schéma secourant et secouru d’exploitation.»

L’étude technique est réalisée suivant un ensemble de règles publiées par Enedis

Les paragraphes suivants décrivent les principaux éléments de réalisation de l’étude par Enedis, sur la base des règles publiées (Documentation technique de référence - DTR), rassemblées dans le document Enedis-PRO-RES_05E.

Concernant les autres Gestionnaires de Réseau de Distribution — 5% du territoire métropolitain —, les pratiques peuvent différer de celles d’Enedis. La CRÉ tient à jour la liste des gestionnaires de réseaux de distribution ayant publié une DTR.

Les études se basent autant que possible sur des données mesurées

Contrairement au réseau BT, le réseau moyenne tension dispose d’un certain nombre de capteurs : compteurs à courbe de charge des gros consommateurs, capteurs en tête des départs HTA et au niveau des transformateurs. En conséquence, les études HTA reposent généralement sur des données mesurées alors que les études de contraintes sur la basse tension nécessitent systématiquement de caractériser le réseau en termes de consommation et production existantes.


Néanmoins, les capteurs en tête de départs HTA ne mesurent pas les valeurs de consommation en continu et/ou ne stockent pas l’ensemble des données. Par ailleurs, les valeurs de consommation maximale restent celles auxquelles les gestionnaires de réseau portent le plus d’intérêt car il en va de sureté du système électrique. En conséquence, les valeurs de consommation en été peuvent être de mauvaise qualité ou inexistantes et Enedis peut dans ce cas être amené à les remplacer par des valeurs par défaut. L’utilisation de données réelles ou de valeurs par défaut n’est pas spécifiée au producteur.

Dernière Mise à jour : 08/04/2020

L’absorption de réactif est un levier majeur pour maîtriser les travaux de raccordement

Sur le réseau moyenne tension, les charges inductives (qui consomment du réactif) sont fréquentes, dues à la présence de consommateurs industriels ou semi-industriels. La puissance réactive et son effet sur le réseau sont expliqués dans l’article Grandeurs électriques. L’absorption de puissance réactive ayant pour effet de faire baisser la tension, historiquement une tarification a été mise en place (voir l’article TURPE – Contribution des utilisateurs HTA/BT) pour inciter les industriels de s’équiper d’équipements appelés batteries de condensateurs permettant de compenser l’absorption et d’éviter ainsi des chutes de tension importantes.

La puissance réactive, issue du déphasage entre les ondes intensité et courant, est néanmoins un levier utilisé pour limiter les élévations de tension générées par l’injection de production. En effet, la désoptimisation du fonctionnement des installations de production induite par l’absorption de puissance réactive en période de forte production est largement compensée par les coûts de développement du réseau évités.

Les installations de production en HTA doivent être capables d’injecter et absorber de la puissance réactive dans des plages définies au niveau réglementaire (article 10 de l’arrêté du 23 avril 2008) : c’est ce qu’on appelle des « capacités constructives en réactif ». Le gestionnaire de réseau précise ensuite les consignes au cas par cas au moment de l’élaboration de la solution de raccordement. Concrètement, pour les producteurs photovoltaïques, ces capacités constructives sont apportées par l’électronique de puissance des onduleurs, rien de plus: le paramétrage des onduleurs se fait en fonction de la consigne demandée par le gestionnaire de réseau.

Extrait de l’article 10 de l’arrêté du 23 avril 2008 :

Lorsque la tension au point de livraison est égale à la tension contractuelle plus ou moins 5%, l’installation de production qui délivre la puissance Pmax doit pouvoir également, sans limitation de durée, fournir une puissance réactive au moins égale à 0,4×Pmax ou absorber une puissance réactive au moins égale à 0,35×Pmax.

La tension en sortie de poste source peut être optimisée lors du raccordement des producteurs

La tension en sortie de poste source, appelée « tension de consigne », est ajustée grâce à un régleur en charge — voir Principes physiques de l'intégration du PV en moyenne tension — pour être toujours dans la plage [Un + 2% ; Un + 4%] pour limiter les chutes de tension en aval.

Lorsque des producteurs se raccordent en HTA, le gestionnaire de réseau de distribution peut être amenée à ramener la tension de consigne vers le bas de cette fourchette de manière à laisser plus de marge en élévation de tension au producteur. Cette mesure pourra être prise si elle n’entraîne pas des conséquences négatives sur la tension d’alimentation des consommateurs, d’autant que ces réglages valent pour l’ensemble des départs HTA alimentés par le transformateur.

La marge d’élévation de tension est de 2 % de la tension nominale en départ mixte, 7 % en départ dédié

La variation de tension autorisée au niveau réglementaire est de +/-5% par rapport à la tension contractuelle le long du départ, elle-même située à +/-5% de la tension nominale. Au global l’élévation maximale peut atteindre 10 % de la tension nominale, Un.

Engagements contractuels HTA.pngSchéma illustrant les engagements contractuels que doivent respecter les utilisateurs du réseau HTA. Source : Hespul

Enedis précise les valeurs maximales de variation de tension autorisées par rapport à la tension nominale (Un) en fonction du type de raccordement:

  1. en départ mixte (départ sur lequel est raccordé plus d’un utilisateur) : +2% de Un, en tenant compte de la consommation minimale et de la production maximale des producteurs existants en HTA et en BT le cas échéant.
  2. en départ dédié (une ligne HTA est développée depuis le poste source uniquement pour le raccordement du producteur) : +7% de Un.

En départ mixte, la marge d’élévation de tension de 2 % additionnée à une tension de consigne de +2 % de Un correspond à la marge d’élévation de tension de 4 % laissée à la HTA dans le plan de tension en basse tension — voir l’article Principes d’études et de dimensionnement en basse tension —, à laquelle s’ajoute une marge de 1 % tenant compte de l’incertitude de mesure et de paramétrage du régleur au poste source.

Extrait de la Documentation Technique de Référence :

« S’il existe en plus un producteur raccordé en BT sur un des postes DP [de Distribution Publique, N.D.R.L.] desservis par le départ du Producteur Etudié, il est nécessaire de vérifier que le raccordement ne provoque pas d’élévation de tension inacceptable sur le réseau BT concerné. »

Dernière Mise à jour : 08/04/2020
Article précédent Principes généraux
Article suivant Résorption des contraintes

En cas de contrainte d’intensité, les solutions consistent à renforcer le réseau

Lorsque la contrainte se situe sur le niveau de transit (intensité), les mesures se résument à la hiérarchie suivante :

  1. adapter le départ HTA existant ;
  2. créer un départ direct depuis le poste source.
Dernière Mise à jour : 08/04/2020
Article précédent Hypothèses d'étude
Article suivant Solutions en vigueur pour l'optimisation du raccordement

Divsion du parc en plusieurs sites distincts

Par défaut, le gestionnaire de réseau Enedis étudie le raccordement du demandeur avec un seul point de livraison. Dans le cas de fortes puissances (surtout en éolien), le demandeur peut demander à étudier un raccordement avec plusieurs points de livraison, ce qui permet de diviser la puissance injectée sur plusieurs départs HTA, lorsqu’un seul départ n’a pas de capacité d’accueil suffisante (contrainte).

Baisse de la puissance de raccordement demandée

Dans l’offre de raccordement de référence, les gestionnaires de réseau sont tenus de prendre en compte la puissance de raccordement demandée par le pétitionnaire. Ce dernier peut néanmoins indiquer qu’il souhaite que soit étudiée une solution de raccordement à une puissance moindre en cas de contraintes dans le cas de référence.

Régulation dynamique de puissance réactive

Le producteur peut indiquer qu’il souhaite qu’Enedis étudie le raccordement en tenant compte d’une loi de régulation de puissance réactive dynamique. Cette loi est mise en œuvre grâce à un automate qui collecte les données de tension au point de livraison et en déduit une consigne de réglage de puissance réactive pour les onduleurs en tenant compte des pertes sur le site : c’est ce qu’on appelle la loi Q = f(U).

Cette loi a l’avantage de réagir au comportement du réseau en temps réel, contrairement à une loi statique (tangente phi constante) où le réactif est corrélé proportionnellement à la puissance active, indépendamment des variations de tension sur le réseau.

De plus, le producteur peut spécifier des capacités constructives au-delà de l’absorption minimale exigée par le gestionnaire de réseau (tan phi = -0,35). La documentation technique de référence autorise une absorption de puissance réactive plus importante que la réglementation, allant jusqu’à une tangente phi de -0,5. La consigne est in fine déterminée par le gestionnaire de réseau en fonction de l’architecture du réseau et de l’équilibre entre les bénéfices sur le plan de tension et les pertes générées sur le réseau.

Convention de signe actif-réactif enedis.pngConvention de signe pour la puissance active et réactive selon le gestionnaire de réseau de distribution Enedis. Source: Enedis-PRO-RES_05E

Pour aller plus loin :

 

Dernière Mise à jour : 08/04/2020
Article précédent Résorption des contraintes
Article suivant Offres de raccordement intelligentes (ORI)

Des offres qui ne sont pas autorisées à l’heure actuelle par la réglementation


Leur traduction dans le cadre réglementaire reste à venir, notamment parce qu’actuellement elles sont incompatibles avec l’obligation qui incombe au gestionnaire de réseau de délivrer une offre de raccordement « nécessaire et suffisante » pour l’évacuation de la production « à la puissance de raccordement demandée » (Arrêté du 28 août 2007 - voir l’article sur la Contribution des utilisateurs aux coûts de raccordement) .


Dans sa consultation du 23 mai 2019 sur les procédures de raccordement, la CRÉ questionne les acteurs sur plusieurs possibilités de mise en œuvre des ORI, notamment pour limiter les risques pour les producteurs en spécifiant par exemple un nombre maximal d’heures d’écrêtement par an. En effet, dans ce cadre, il n’est pas prévu de compenser l’énergie écrêtée puisqu’il est considéré que le gain est déjà perçu par une baisse du coût de raccordement et/ou un raccourcissement des délais de raccordement.

Dernière Mise à jour : 08/04/2020
Article précédent Solutions en vigueur pour l'optimisation du raccordement

Principes d'études et de dimensionnement en moyenne tension

Principes généraux

Le producteur effectue une demande de raccordement au gestionnaire de réseau de distribution et celui-ci émet en retour un devis de raccordement

Que les installations produisent ou consomment de l’électricité, les mêmes principes s’appliquent : d’un point de vue physique, le réseau fonctionne indistinctement dans les deux sens, en soutirage ou en injection. Cependant, les hypothèses d’études peuvent différer s’agissant d’un consommateur ou d’un producteur qui demande à se raccorder.

Cet article cherche à répondre aux questions suivantes : lors d’une demande de raccordement d’un producteur au réseau moyenne tension  — ou « HTA », Haute tension A correspondant à une puissance de production supérieure à 250 kVA soit une tension nominale 20 000 kV — comment le gestionnaire de réseau de distribution établit la solution technique de raccordement qui donnera ensuite lieu à un devis de raccordement ? Quelles sont les hypothèses utilisées pour le calcul des contraintes physiques en courant et en tension ?

Pour une explication détaillée des contraintes en tension et en courant, voir respectivement les articles Principes physiques de l'intégration du PV en moyenne tension et Dimensionnement en soutirage.

Pour en savoir plus sur ce que les producteurs paient :

  • Pour comprendre le périmètre de facturation :  l'article de photovoltaique.info sur les "Coûts de raccordement" ;
  • Pour comprendre la contribution des utilisateurs aux financement du réseau : l'article de reseaux.photovoltaique.info sur la "Contribution des utilisateurs".

Le dimensionnement de la solution de raccordement d’un producteur doit être suffisant pour ne pas générer de contraintes

Suite à une demande de raccordement, le gestionnaire de réseau de distribution concerné étudie la solution de raccordement dite « de référence » (arrêté du 28 août 2007), c’est-à-dire celle qui est « nécessaire et suffisante pour satisfaire l’évacuation » de l’électricité, « conforme » aux règles du gestionnaire de réseau, « techniquement et administrativement réalisable » et enfin qui minimise la « somme des coûts de réalisation des ouvrages de raccordement » (voir article Contribution des utilisateurs aux coûts de raccordement).

Dans le cas des installations HTA, une coordination avec le gestionnaire de réseau de transport RTE peut être nécessaire lorsque la puissance de raccordement est susceptible de générer des contraintes sur le réseau de transport (réseau HTB et postes HTB/HTB).

L'étude technique va permettre d'identifier si des ouvrages d'extension et/ou de renforcement seront nécessaires. Elle suit les grandes étapes suivantes :

  • étude physique des flux et du plan de tension sur l’ensemble du réseau HTA et au poste source, en schéma normal ;
  • évaluation des contraintes (intensité et tension) en utilisant l’intensité admissible des câbles et la variation de tension maximale autorisée le long des départs HTA et en tête des départs BT (en cas de raccordement sur départ existant) ;
  • dans le cas où la solution implique le développement de réseau (création ou modification), application des sections de câbles optimales (sections choisies pas seulement en fonction de l’intensité admissible mais aussi en fonction des pertes et de la structure du réseau) sachant qu’il n’y a que 4 sections utilisées en HTA souterrain (95 mm2, 150 mm2, 240 mm2 cuivre et 240 mm2 aluminium) et 2 sections utilisées en HTA aérien (54 mm2 et 148 mm2).

Depuis 2018, les contraintes apparaissant en schéma secourant d’exploitation n’ont plus à être traitées par la solution de raccordement de référence.

Extrait de la documentation Enedis-PRO-RES_05E V11, §3.3.1

« seules les contraintes apparaissant sur le raccordement principal (départ HTA et transformateur HTB/HTA disponibles) en schéma normal d'exploitation seront levées par une adaptation d’ouvrage ou une modification du point de raccordement. Sont exclues les contraintes apparaissant en schéma secourant et secouru d’exploitation.»

L’étude technique est réalisée suivant un ensemble de règles publiées par Enedis

Les paragraphes suivants décrivent les principaux éléments de réalisation de l’étude par Enedis, sur la base des règles publiées (Documentation technique de référence - DTR), rassemblées dans le document Enedis-PRO-RES_05E.

Concernant les autres Gestionnaires de Réseau de Distribution — 5% du territoire métropolitain —, les pratiques peuvent différer de celles d’Enedis. La CRÉ tient à jour la liste des gestionnaires de réseaux de distribution ayant publié une DTR.

Les études se basent autant que possible sur des données mesurées

Contrairement au réseau BT, le réseau moyenne tension dispose d’un certain nombre de capteurs : compteurs à courbe de charge des gros consommateurs, capteurs en tête des départs HTA et au niveau des transformateurs. En conséquence, les études HTA reposent généralement sur des données mesurées alors que les études de contraintes sur la basse tension nécessitent systématiquement de caractériser le réseau en termes de consommation et production existantes.


Néanmoins, les capteurs en tête de départs HTA ne mesurent pas les valeurs de consommation en continu et/ou ne stockent pas l’ensemble des données. Par ailleurs, les valeurs de consommation maximale restent celles auxquelles les gestionnaires de réseau portent le plus d’intérêt car il en va de sureté du système électrique. En conséquence, les valeurs de consommation en été peuvent être de mauvaise qualité ou inexistantes et Enedis peut dans ce cas être amené à les remplacer par des valeurs par défaut. L’utilisation de données réelles ou de valeurs par défaut n’est pas spécifiée au producteur.

Hypothèses d'étude

Les hypothèses d’études en HTA tiennent compte de valeurs réelles des flux lorsqu’elles sont disponibles

Enedis publie dans sa documentation technique de référence les hypothèses utilisées dans l’étude de raccordement : Enedis-PRO-RES_05E. Toutes les études de raccordement doivent se conformer à la méthode décrite.

Les principales hypothèses sont les suivantes :

  • Autres hypothèses :
    • la tension de consigne au poste source (celle-ci peut être revue au cours de l’étude de raccordement) ;
    • une incertitude de 1% de variation de tension due à l’incertitude de mesure et de réglage.

L’absorption de réactif est un levier majeur pour maîtriser les travaux de raccordement

Sur le réseau moyenne tension, les charges inductives (qui consomment du réactif) sont fréquentes, dues à la présence de consommateurs industriels ou semi-industriels. La puissance réactive et son effet sur le réseau sont expliqués dans l’article Grandeurs électriques. L’absorption de puissance réactive ayant pour effet de faire baisser la tension, historiquement une tarification a été mise en place (voir l’article TURPE – Contribution des utilisateurs HTA/BT) pour inciter les industriels de s’équiper d’équipements appelés batteries de condensateurs permettant de compenser l’absorption et d’éviter ainsi des chutes de tension importantes.

La puissance réactive, issue du déphasage entre les ondes intensité et courant, est néanmoins un levier utilisé pour limiter les élévations de tension générées par l’injection de production. En effet, la désoptimisation du fonctionnement des installations de production induite par l’absorption de puissance réactive en période de forte production est largement compensée par les coûts de développement du réseau évités.

Les installations de production en HTA doivent être capables d’injecter et absorber de la puissance réactive dans des plages définies au niveau réglementaire (article 10 de l’arrêté du 23 avril 2008) : c’est ce qu’on appelle des « capacités constructives en réactif ». Le gestionnaire de réseau précise ensuite les consignes au cas par cas au moment de l’élaboration de la solution de raccordement. Concrètement, pour les producteurs photovoltaïques, ces capacités constructives sont apportées par l’électronique de puissance des onduleurs, rien de plus: le paramétrage des onduleurs se fait en fonction de la consigne demandée par le gestionnaire de réseau.

Extrait de l’article 10 de l’arrêté du 23 avril 2008 :

Lorsque la tension au point de livraison est égale à la tension contractuelle plus ou moins 5%, l’installation de production qui délivre la puissance Pmax doit pouvoir également, sans limitation de durée, fournir une puissance réactive au moins égale à 0,4×Pmax ou absorber une puissance réactive au moins égale à 0,35×Pmax.

La tension en sortie de poste source peut être optimisée lors du raccordement des producteurs

La tension en sortie de poste source, appelée « tension de consigne », est ajustée grâce à un régleur en charge — voir Principes physiques de l'intégration du PV en moyenne tension — pour être toujours dans la plage [Un + 2% ; Un + 4%] pour limiter les chutes de tension en aval.

Lorsque des producteurs se raccordent en HTA, le gestionnaire de réseau de distribution peut être amenée à ramener la tension de consigne vers le bas de cette fourchette de manière à laisser plus de marge en élévation de tension au producteur. Cette mesure pourra être prise si elle n’entraîne pas des conséquences négatives sur la tension d’alimentation des consommateurs, d’autant que ces réglages valent pour l’ensemble des départs HTA alimentés par le transformateur.

La marge d’élévation de tension est de 2 % de la tension nominale en départ mixte, 7 % en départ dédié

La variation de tension autorisée au niveau réglementaire est de +/-5% par rapport à la tension contractuelle le long du départ, elle-même située à +/-5% de la tension nominale. Au global l’élévation maximale peut atteindre 10 % de la tension nominale, Un.

Engagements contractuels HTA.pngSchéma illustrant les engagements contractuels que doivent respecter les utilisateurs du réseau HTA. Source : Hespul

Enedis précise les valeurs maximales de variation de tension autorisées par rapport à la tension nominale (Un) en fonction du type de raccordement:

  1. en départ mixte (départ sur lequel est raccordé plus d’un utilisateur) : +2% de Un, en tenant compte de la consommation minimale et de la production maximale des producteurs existants en HTA et en BT le cas échéant.
  2. en départ dédié (une ligne HTA est développée depuis le poste source uniquement pour le raccordement du producteur) : +7% de Un.

En départ mixte, la marge d’élévation de tension de 2 % additionnée à une tension de consigne de +2 % de Un correspond à la marge d’élévation de tension de 4 % laissée à la HTA dans le plan de tension en basse tension — voir l’article Principes d’études et de dimensionnement en basse tension —, à laquelle s’ajoute une marge de 1 % tenant compte de l’incertitude de mesure et de paramétrage du régleur au poste source.

Extrait de la Documentation Technique de Référence :

« S’il existe en plus un producteur raccordé en BT sur un des postes DP [de Distribution Publique, N.D.R.L.] desservis par le départ du Producteur Etudié, il est nécessaire de vérifier que le raccordement ne provoque pas d’élévation de tension inacceptable sur le réseau BT concerné. »

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Résorption des contraintes

En cas de tension haute détectée en étude en départ mixte, les premières mesures pour lever la contrainte consistent à ajuster les consignes en puissance réactive

Enedis décrit dans sa documentation technique de référence la hiérarchie des solutions utilisées pour lever une contrainte de tension (en HTA ou en BT) lorsque le raccordement du demandeur est prévu en départ mixte :

  1. diminuer la consigne d’injection de puissance réactive des producteurs déjà raccordés sur le départ HTA en question, le cas échéant, dans la limite de leurs capacités constructives
  2. établir une consigne d’absorption de réactif pour le demandeur « minimisant ainsi les coûts de raccordement et la sollicitation en puissance réactive », dans la limite de la valeur maximale obligatoire (tan phi = -0,35) ou autorisée (tan phi = -0,5) à condition pour cette dernière d’avoir l’accord du producteur
  3. modifier la tension de consigne en sortie de poste source dans les limites de la plage [Un + 2% ; Un + 4%]
  4. adapter le départ HTA existant
  5. déplacer le point de raccordement,
  6. créer un départ direct depuis le poste source.

Dans le cas d’un raccordement en départ direct, les mesures concernant le réactif ne sont pas applicables puisque 1)  le demandeur est le seul utilisateur sur le départ, 2) en départ direct, l’élévation de tension autorisée est beaucoup plus importante qu’en départ mixte, et 3) l’absorption de puissance réactive n’est utilisée en départ direct que dans une proportion très limitée (tan phi = [-0,1 ; 0]).

En cas de contrainte d’intensité, les solutions consistent à renforcer le réseau

Lorsque la contrainte se situe sur le niveau de transit (intensité), les mesures se résument à la hiérarchie suivante :

  1. adapter le départ HTA existant ;
  2. créer un départ direct depuis le poste source.
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Solutions en vigueur pour l'optimisation du raccordement

Des solutions alternatives de raccordement peuvent être demandées par le producteur dans sa demande de raccordement

Plusieurs solutions, dites « offres de raccordement alternatives » (ORA), peuvent permettre de réduire les coûts ou délais de raccordement par rapport à l’offre de raccordement de référence qui est due par défaut au producteur. Dans sa délibération du 25 avril 2013, la CRÉ indique que les ORA correspondent à la situation suivante :

« … Le cas échéant, le gestionnaire de réseau public de distribution étudie, également, les alternatives qui répondraient aux choix ou préférences exprimés par le demandeur du raccordement, ou encore à ses propres besoins en termes de développement de réseau. »

Cette page décrit les solutions suivantes, qui sont toutes autorisées par la réglementation en vigueur, et qui peuvent être demandées par le producteur dans les fiches de collecte (Enedis-FOR-RES_18E).

Solutions

Implications pour le producteur

Division du parc en plusieurs sites distincts

Création de plusieurs points de livraison avec chacun un Contrat d’accès au réseau (CARD-I)

Baisse de la puissance de raccordement demandée 

Sous-dimensionnement ou bridage permanent des onduleurs  (avec ou sans pertes de productible significative selon le niveau)

Tracé alternatif

Nécessite autorisations de passage sur terrain privé

Déplacement du point de livraison

Peut avoir une incidence sur l’architecture du réseau privé du demandeur

Régulation dynamique de puissance active 

Pas ou peu de pertes de productible supplémentaires par rapport à une régulation statique

Nécessite d’installer un automate sur site en capacité de piloter les onduleurs sur mesure de tension au point de livraison

Certaines de ces solutions sont décrites plus en détails ci-dessous.

Les offres de raccordement dites « intelligentes » (ORI), c’est-à-dire intégrant la possibilité d’écrêter le site de production en cas de contraintes, ne sont pas actuellement autorisées par la réglementation. Elles sont décrites à la page suivante.

Divsion du parc en plusieurs sites distincts

Par défaut, le gestionnaire de réseau Enedis étudie le raccordement du demandeur avec un seul point de livraison. Dans le cas de fortes puissances (surtout en éolien), le demandeur peut demander à étudier un raccordement avec plusieurs points de livraison, ce qui permet de diviser la puissance injectée sur plusieurs départs HTA, lorsqu’un seul départ n’a pas de capacité d’accueil suffisante (contrainte).

Baisse de la puissance de raccordement demandée

Dans l’offre de raccordement de référence, les gestionnaires de réseau sont tenus de prendre en compte la puissance de raccordement demandée par le pétitionnaire. Ce dernier peut néanmoins indiquer qu’il souhaite que soit étudiée une solution de raccordement à une puissance moindre en cas de contraintes dans le cas de référence.

Régulation dynamique de puissance réactive

Le producteur peut indiquer qu’il souhaite qu’Enedis étudie le raccordement en tenant compte d’une loi de régulation de puissance réactive dynamique. Cette loi est mise en œuvre grâce à un automate qui collecte les données de tension au point de livraison et en déduit une consigne de réglage de puissance réactive pour les onduleurs en tenant compte des pertes sur le site : c’est ce qu’on appelle la loi Q = f(U).

Cette loi a l’avantage de réagir au comportement du réseau en temps réel, contrairement à une loi statique (tangente phi constante) où le réactif est corrélé proportionnellement à la puissance active, indépendamment des variations de tension sur le réseau.

De plus, le producteur peut spécifier des capacités constructives au-delà de l’absorption minimale exigée par le gestionnaire de réseau (tan phi = -0,35). La documentation technique de référence autorise une absorption de puissance réactive plus importante que la réglementation, allant jusqu’à une tangente phi de -0,5. La consigne est in fine déterminée par le gestionnaire de réseau en fonction de l’architecture du réseau et de l’équilibre entre les bénéfices sur le plan de tension et les pertes générées sur le réseau.

Convention de signe actif-réactif enedis.pngConvention de signe pour la puissance active et réactive selon le gestionnaire de réseau de distribution Enedis. Source: Enedis-PRO-RES_05E

Pour aller plus loin :

 

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Offres de raccordement intelligentes (ORI)

Des offres intelligentes dans l’optique de diminuer les coûts de raccordement et réduire les délais des producteurs


Dans le régime de droit commun, une installation de production obtient une offre de raccordement de référence sur la base de la puissance de raccordement demandée, ni plus ni moins. Une offre alternative (ORA) peut être demandée à Enedis lors de la demande de raccordement, en indiquant une puissance de raccordement en injection plus faible. Si le producteur accepte l’ORA, il se raccordera à la puissance indiquée.


Une offre intelligente (ORI) consiste à raccorder le producteur à la puissance de raccordement demandée et à moduler la puissance maximale d’injection à la baisse en fonction des contraintes sur le réseau.


Les offres intelligentes de raccordement en HTA ne sont actuellement pas généralisées : elles ont été éprouvées dans le cadre du projet Smart Grid Vendée, où deux parcs éolien et photovoltaïque ont été raccordés de cette manière. Leur généralisation est actuellement en discussion.

Des offres qui ne sont pas autorisées à l’heure actuelle par la réglementation


Leur traduction dans le cadre réglementaire reste à venir, notamment parce qu’actuellement elles sont incompatibles avec l’obligation qui incombe au gestionnaire de réseau de délivrer une offre de raccordement « nécessaire et suffisante » pour l’évacuation de la production « à la puissance de raccordement demandée » (Arrêté du 28 août 2007 - voir l’article sur la Contribution des utilisateurs aux coûts de raccordement) .


Dans sa consultation du 23 mai 2019 sur les procédures de raccordement, la CRÉ questionne les acteurs sur plusieurs possibilités de mise en œuvre des ORI, notamment pour limiter les risques pour les producteurs en spécifiant par exemple un nombre maximal d’heures d’écrêtement par an. En effet, dans ce cadre, il n’est pas prévu de compenser l’énergie écrêtée puisqu’il est considéré que le gain est déjà perçu par une baisse du coût de raccordement et/ou un raccourcissement des délais de raccordement.

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Dernière Mise à jour : 08/04/2020

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