Lorsqu’il s’agit d’obtenir votre électricité, il faut beaucoup plus de travail que de produire de l’électricité et de la transmettre aux clients. Le réseau électrique français exige une surveillance et un contrôle constants pour assurer aux clients un accès fiable à l’électricité. Les gestionnaires de réseau gèrent l’offre et la demande d’électricité sur le réseau électrique en fournissant une gamme de » services de réseau « , c’est-à-dire des activités que les gestionnaires de réseau exécutent pour maintenir l’équilibre du réseau et mieux gérer le transport d’électricité.
Maintenant que l’énergie solaire fournit jusqu’à 15 % de la production sur le réseau dans certaines villes , la recherche sur la capacité de l’énergie solaire à fournir ces services de réseau a une nouvelle signification pour les exploitants de réseau à travers le pays. Avec plus d’énergie solaire sur le réseau, l’équilibre entre l’offre et la demande peut être difficile lorsque la production d’énergie solaire atteint son point culminant durant la journée et diminue lorsque le soleil se couche. En coulisse, les gestionnaires de réseau doivent équilibrer la production et les charges et réagir rapidement aux perturbations du réseau pour garantir aux français un accès fiable à l’électricité 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.
Services de réseau électrique
Tout comme vous avez besoin de faire l’entretien régulier d’une voiture pour assurer son bon fonctionnement, les services de réseau aident à maintenir et à améliorer le flux d’énergie et la qualité de l’électricité sur le réseau. Ils établissent des options d’alimentation de secours et élaborent des stratégies de récupération en cas de panne d’électricité majeure, contribuant ainsi à assurer la livraison et l’utilisation sécuritaires de l’électricité. Du contrôle de la tension et de la fréquence à la gestion des réserves de production en passant par l’exploitation des démarrages à froid, ces services de réseau assurent la fiabilité de l’ensemble du réseau.
Parfois appelés » services auxiliaires « , ces services ont toujours été fournis par des producteurs centraux et facilitent l’exploitation de base de la production, du transport et de la distribution d’électricité. Les services accessoires sont conçus pour absorber les variations imprévisibles de la charge, soutenir la régulation de la tension et de la fréquence et permettre un rétablissement rapide après des défaillances ou des pannes afin de maintenir la fiabilité du réseau dans son ensemble. Les progrès de la recherche appuyés par le U.S. Department of Energy Solar Energy Technologies Office dans les laboratoires nationaux et le programme de financement de l’électronique de puissance pourraient bientôt permettre de découvrir de nouvelles façons dont le solaire peut contribuer à la fiabilité et à la stabilité du réseau.
1. Réseaux de courant alternatif
L’un des principaux services requis pour les réseaux de courant alternatif (CA) en France est le contrôle de la tension et de la fréquence. Les niveaux de fréquence peuvent varier en fonction des fluctuations de l’offre et de la demande d’énergie, mais ils doivent être maintenus dans les limites requises pour assurer un flux d’énergie sûr, fiable et efficace. Sans régulation de tension et de fréquence, les clients pourraient subir une mauvaise qualité d’alimentation et des dommages potentiels à l’équipement électrique.
Grâce au financement du bureau de l’énergie solaire du ministère de l’Énergie, le LNEF a collaboré avec Solar pour élaborer et valider un plan d’essai de service de réseau qui correspond aux essais de service de réseau habituellement utilisés pour mettre en service les nouvelles centrales de production classique. Une partie importante de ces essais a porté sur la capacité de l’installation photovoltaïque (PV) à suivre avec précision la fréquence d’autres générateurs, appelés signaux de contrôle automatique de la production, afin de compenser les fluctuations de charge lorsque la puissance est rapidement augmentée ou réduite. Utilisant des commandes d’onduleur améliorées, les essais avancés ont révélé que la nouvelle centrale photovoltaïque de 300 mégawatts était capable de réagir rapidement aux changements de charge et avait une précision de régulation supérieure de près de 30 % à celle des centrales de production conventionnelles, offrant ainsi des avantages à l’échelle du système.
Pendant que les essais se poursuivent, ce projet aide à mettre en place de nouvelles capacités de service de réseau à partir de grandes centrales solaires.
2. Alimentation à la demande
Lorsqu’il y a des fluctuations rapides dans les besoins énergétiques, les services publics peuvent avoir besoin d’utiliser des réserves d’énergie en rotation – de l’énergie qui est déjà en ligne et synchronisée à la fréquence du réseau. Ce type d’alimentation sur appel et à la demande doit être facilement accessible et prêt à l’emploi en quelques minutes seulement.
Bien que l’énergie solaire photovoltaïque et le stockage de l’énergie puissent être utilisés pour réaliser ces services, les centrales solaires thermiques à concentration peuvent également offrir des avantages similaires en raison de leur stockage d’énergie thermique et de l’utilisation d’une turbine en rotation qui ajoute inertie et stabilité au réseau. Cette énergie peut ensuite être utilisée pour répondre à une panne inattendue dans certaines parties du réseau ou lorsque la production d’énergie solaire diminue en soirée.
3. Redémarrage de la grille
Après qu’une catastrophe naturelle majeure ou une cyberattaque ait causé une panne d’électricité à l’échelle du système, les opérateurs de réseau doivent redémarrer le système en toute sécurité. Cela peut s’avérer extrêmement difficile et il s’agit en grande partie d’un processus manuel pour les gestionnaires de réseau, car ils doivent maintenir un équilibre entre l’offre et la demande d’énergie ; s’il y a trop de demande de la part des clients ou si l’électricité augmente trop rapidement, le système entier pourrait s’arrêter. La capacité de rétablir le service à l’échelle du réseau n’est pas un événement probable, mais la capacité de le faire en toute sécurité est essentielle au maintien d’une exploitation sûre.
