Produire ou prélever de l`énergie réactive pour stabiliser la tension

Soutien réseau
Produire ou absorber de l’énergie réactive pour
stabiliser la tension du réseau
La stabilité de la tension est un élément indispensable au bon fonctionnement du réseau à haute tension. Pour
maintenir la tension à un niveau adéquat et stable, Elia a besoin des services de producteurs raccordés à son
réseau. Ceux-ci contribuent au contrôle et à la stabilisation de la tension du réseau grâce à la génération ou à
l’absorption d’énergie réactive. En pratique, les producteurs dont les unités participent à ces services mettent
à la disposition d’Elia une bande de puissance réactive dédiée au contrôle de la tension. On distingue des
unités de production réglantes et non réglantes qui fournissent un contrôle primaire ou un contrôle centralisé.
Le contrôle primaire est assuré 24 heures sur 24, de manière automatique et par des machines en service,
alors que le contrôle centralisé est assuré de manière ponctuelle et à la demande d’Elia. Elia rémunère ces
producteurs pour ces services.
I. Le contrôle de la tension: les principes
I.1. Tension et énergie réactive
Pourquoi régler la tension?
Le transport de puissance électrique est soumis à une règle de bonne pratique: le niveau de la tension doit être le plus élevé
possible alors que le courant doit être maintenu à son niveau le plus faible et ce dans les limites imposées par le réseau. Ces
conditions permettent de transporter un maximum de puissance tout en minimisant les pertes et en préservant les machines
de production d’un vieillissement trop rapide. Cependant, la capacité d’isolation des lignes et des câbles étant limitée, il est
indispensable que la tension sur le réseau ne dépasse pas un certain niveau. Elia gère cette question du contrôle de la tension, ce
pourquoi elle sollicite le concours des producteurs raccordés à son réseau.
Stabiliser la tension en gérant l’énergie réactive
La fluctuation de la tension est un phénomène inévitable, car elle est affectée par:
• les variations de puissance causées par les prélèvements et injections liés à l’activité industrielle belge;
• les flux électriques étrangers et les changements topologiques du réseau.
La réaction du réseau à ces fluctuations peut être comparée à une toile, laquelle doit être soutenue par une force souple (illustrée
par les ressorts du dessin ci-dessous), pour faire face aux tiraillements qu’elle subit. Pour le réseau maillé d’Elia, ces ressorts
correspondent à l’énergie réactive. Les points attachés à la toile représentent quant à eux plusieurs opérations affectant le
réseau: injections, prélèvements, flux électriques étrangers, etc.
Si la fréquence sur le réseau est influencée par le comportement de l’énergie active, la tension est quant à elle affectée par l’énergie
réactive. L’énergie active se transportant très bien, la fréquence peut être gérée au niveau national et européen. L’énergie réactive
se transportant moins facilement, la tension doit être gérée plus localement. Les unités de production participant au contrôle de
la tension doivent donc être judicieusement localisées.
Elia a besoin d’énergie réactive pour maintenir son réseau et stabiliser sa tension.
Cette énergie est partiellement fournie par les producteurs: en fonction du niveau de tension mesuré sur le réseau, leurs machines
stabilisent cette tension en absorbant ou générant de l’énergie réactive. Ce service de fourniture d’énergie réactive est encadré
par un contrat de réglage de la tension liant Elia et producteur concerné.
En marge de la gestion de l’énergie réactive fournie par les producteurs, Elia met en œuvre ses propres moyens pour la stabilisation
de la tension. Ces services peuvent prendre plusieurs formes, comme le réglage manuel ou automatique des transformateurs ou
la gestion du parc de batteries de condensateurs situées dans le réseau Elia.
I.2. Des caractéristiques techniques indispensables
Elia s’assure que les équipements participant au contrôle de la tension soient capables de fournir ou d’absorber suffisamment
de puissance réactive pour satisfaire aux exigences contractuellement fixées entre Elia et le producteur. Pour répondre à ces
exigences, les unités de production doivent posséder certaines caractéristiques techniques qui varient selon que l’unité est
réglante ou non réglante.
I.3. Les unités réglantes et non réglantes
Le Règlement Technique fédéral définit ces unités comme suit:
"Toute unité de production réglante doit être capable d’adapter de manière automatique et à la première demande du gestionnaire
du réseau, sans délai, sa fourniture de puissance réactive lors de variations lentes (à l’échelle de minutes) et brusques (à l’échelle
d’une fraction de seconde) de la tension" (art 69).
"Toute unité de production non réglante doit être capable d’adapter sa fourniture de puissance réactive en fonction des besoins
du réseau, au minimum par une commutation de sa production de puissance réactive entre deux niveaux convenus entre le
gestionnaire du réseau et l’utilisateur du réseau concerné" (art 70).
I.4. Un choix dépendant de la localisation et du niveau de l’offre
Après avoir lancé un appel d’offres, Elia choisit les fournisseurs du service de contrôle de la tension en fonction du prix des offres
reçues, mais aussi en se basant sur la localisation des unités de production au sein du réseau à haute tension.
II. Contrôle primaire et contrôle centralisé
Le contrôle de la tension peut s’exercer à la fois sous la forme d’un contrôle primaire ou d’un contrôle centralisé. Les unités dites
"réglantes" participent à la fois au contrôle primaire et centralisé de la tension alors que les unités "non réglantes" ne participent
qu’au contrôle centralisé.
II.1. Le contrôle primaire
Le contrôle primaire de la tension est une opération qui s’effectue 24 heures sur 24 pour des unités de production en service.
Lorsque ces unités détectent, via leurs bornes, une variation de tension, elles effectuent, de manière automatique et immédiate, les
ajustements nécessaires de leur production d’énergie réactive. Ces machines utilisent par exemple des régulateurs de tension qui
peuvent effectuer une correction en à peine quelques secondes. Seules les unités de production dites "réglantes" sont capables
d’offrir un contrôle primaire.
II.2. Le contrôle centralisé
Le contrôle centralisé de la tension est activé suite à une communication entre les gestionnaires du dispatching d’Elia et les
gestionnaires de l’unité de production via laquelle le service de réglage de la tension est fourni à Elia.
Contrairement au contrôle primaire automatique, le contrôle centralisé est effectué par le producteur à la demande d’Elia. Elia
effectue le contrôle centralisé de la tension en puisant dans une bande de réglage déterminée dans le contrat.
II.3. Une bande réservée pour le réglage de la tension
Les unités réglantes et non réglantes qui participent au contrôle de la tension octroient à Elia une bande de réglage réservée à la
génération ou à l’absorption de puissance réactive. Cette puissance réactive joue un rôle de compensation permettant de rétablir
la tension à un niveau acceptable en cas de variation de tension. En pratique, l’opération de réglage s’effectue en ajustant la
consigne des unités de production.
La bande dans laquelle l’unité de production est en mesure d’absorber ou de générer l’énergie réactive afin de stabiliser la tension
est fixée dans le contrat: [Qband-; Qband+]. La partie de la bande [0,Qband+] correspond à une génération de puissance réactive
tandis que la partie de la bande [Qband-; 0] correspond à une absorption d’énergie réactive.
Dans le cas du contrôle primaire, l’activation de l’énergie réactive s’effectue automatiquement, dans les limites de la bande
proposée par le producteur.
Dans le cas du contrôle centralisé, Elia demande au producteur d’activer l’énergie réactive à la hausse ou à la baisse, selon la
bande spécifiée dans le contrat. En pratique, Elia demandera la production de l’énergie réactive égale au niveau supérieur de la
bande (Qband+) et l’absorption de l’énergie réactive égale au niveau inférieur de la bande (Qband-).
Elia peut demander l’activation en dehors de la bande, pour autant que cette activation ne mette pas en cause la sécurité de
l’unité de production. Elia ne demandera cependant que rarement une activation de puissance réactive au-delà de la bande pour
les unités non réglantes.
Utilisation de la bande pour une unité réglante
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Utilisation de la bande pour une unité non réglante
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III. La rémunération du contrôle de la tension
Elia rémunère les producteurs pour les bandes de réglage réservées en fonction:
• d’un prix unitaire;
• du volume en MVar contracté;
• de la durée d’utilisation.
Elia vérifiera que la machine est en service et est capable de produire de l’énergie réactive.
Dans le cas où les absorptions ou injections demandées par Elia en contrôle centralisé ou observées en contrôle primaire sortent
des limites contractuelles de la bande [Qband-; Qband+], Elia rémunère le producteur pour les volumes réels absorbés ou générés
(€/MVArh).
IV. Contrôle de la tension: les avantages pour le producteur
Le producteur qui fournit à Elia ces services de contrôle de la tension en retirera plusieurs avantages:
• la rémunération fournie par Elia permet de couvrir les frais engagés par le producteur à cette fin. La plupart des unités
de production thermiques et nucléaires sont en principe équipées à l’origine des dispositifs nécessaires (contrôleur de
tension, régulateurs automatiques ou manuels, etc.);
• en participant au contrôle de la tension, les producteurs contribuent à la stabilité de la tension du réseau, condition
essentielle pour le bon fonctionnement de leurs processus de production. Cela permet aux producteurs d’améliorer la
fiabilité de leurs équipements et d’en augmenter la durée de vie.
Le Règlement Technique fédéral stipule que le gestionnaire de réseau est tenu de contrôler la tension de son réseau (art 257).
La procédure d’achat et les modalités contractuelles par lesquelles le gestionnaire de réseau doit se procurer ces services y
sont également mentionnées. Des appels d’offres sont réalisés par Elia pour s’assurer d’une disponibilité suffisante de bande de
réglage destinée au contrôle de la tension. Les Règlements Techniques stipulent que chaque unité de production d’une puissance
nominale de 25 MW ou plus est une unité réglante. Les services de contrôle de la tension font l’objet de contrats d’une durée
minimale d’ un an entre Elia et le producteur. Ce contrat fixe notamment le montant de la rémunération due par Elia.
Le réglage de la tension en 5 points
• En tant que gestionnaire du réseau de transport d’électricité en Belgique, Elia est tenue de stabiliser
la tension sur son réseau.
• Elia peut notamment stabiliser la tension grâce à l’activation d’énergie réactive sur des unités de
production raccordées à son réseau.
• L’énergie réactive peut être activée par les unités de production de manière automatique (contrôle
primaire) ou sur demande d’Elia (contrôle centralisé).
• Les producteurs sont rémunérés pour la mise à disposition du service du réglage de la tension et
pour l’activation de l’énergie réactive lorsqu’elle n’a pas été préalablement réservée.
• Les producteurs disposant d’unités d’une puissance de plus de 25 MW sont tenus de participer au
contrôle primaire de la tension du réseau électrique belge.
S6-F-15.11.07 / Document non contractuel / Editeur responsable: J. Vandermeiren, Bd de l’Empereur 20, 1000 Bruxelles
V. Bases légales et contractuelles