Téléchargez le Hors Série E&T spécial Eolien, édition 2017L'intégration au système électrique des énergies renouvelables (EnR) constitue un enjeu majeur de la transition énergétique, visant à assurer un approvisionnement en électricité sûr et durable. RTE fait aujourd'hui appel principalement aux installations de production conventionnelles raccordées au réseau de transport pour la fourniture des services qui permettent de maintenir fréquence et tension dans des plages compatibles avec le fonctionnement du système électrique. A mesure que les EnR raccordées aux réseaux se développent et se substituent aux installations conventionnelles, l'intérêt technique et économique d'une participation active à la fourniture de services système de toutes les solutions de flexibilité en général, et de l'éolien en particulier, devient inévitable. A ce titre, une co-construction du cadre technique et réglementaire facilitant leur participation serait un atout pour le système électrique.
Participation des EnR au réglage de la fréquence
Les services système de réglage de la fréquence et le marché d'ajustement permettent à RTE d'assurer l'équilibre production-consommation du système à court terme. La France a mis en place un cadre novateur permettant d'accroître la participation à ces dispositifs de nouvelles solutions de flexibilité (effacement de consommation, production décentralisée). Ainsi, les règles de marché permettent depuis 2015 la participation à l'ajustement de tous les groupes de production, y compris d'EnR, raccordés aux réseaux publics de transport (RPT) comme de distribution (RPD).
La participation des moyens de flexibilité de petite taille unitaire est également permise au travers de l'abaissement du seuil de participation à 1 MW, et via les possibilités d'agrégation élargies à des sites de caractéristiques hétérogènes, raccordés par exemple au réseau de transport ou à des réseaux de distribution différents. Enfin, il est possible depuis le 1er octobre 2016 de dissocier offres à la hausse et à la baisse sur les marchés de réserves primaire et secondaire de fréquence. Cette participation dissymétrique permet aux producteurs de n'offrir que des capacités à la baisse, ce qui limite les pertes d'opportunités sur les marchés d'énergie et constitue un prérequis à la participation des EnR aux marchés de réserve. Si les règles de marchés permettent la participation des EnR à l'ajustement, et si ces ressources ont la capacité technique de fournir ces services, des obstacles réglementaires peuvent complexifier leur participation effective (cadre contractuel de l'obligation d'achat, fonctionnement des mécanismes de soutien). Les règles de marché peuvent aussi évoluer sur le modèle de ce qui a été fait pour les effacements de consommation : souplesses d'agrégation, modalités de certification adaptées, programmation, etc.
Participation des EnR au réglage de la tension
Le réglage de la tension permet le respect de plages de tension compatibles avec le fonctionnement optimal des matériels raccordés, la diminution des pertes réseau, et garantit le bon fonctionnement global du système. Le développement de l'éolien et l'augmentation des quantités d'énergie injectées sur les réseaux de distribution modifient localement le besoin de réglage de la tension et peut par exemple contribuer à l'apparition de phénomènes de tension haute.
De nombreux parcs éoliens disposent de capacités techniques d'absorption et d'injection de puissance réactive, mais ces capacités techniques de réglage de la tension ne sont actuellement pas utilisées à leur maximum. C'est notamment le cas de certaines installations raccordées au réseau de transport mises en service avant l'arrêté du 23 avril 2008 ou bénéficiant de dérogations. C'est aussi le cas de certaines installations de production raccordées aux réseaux de distribution. RTE travaille à l'approfondissement de travaux permettant d'évaluer le coût et l'efficacité du réglage de la tension par divers moyens, dont le recours aux capacités constructives des parcs éoliens raccordés à un réseau de distribution. Une expérimentation a été engagée dans les Hauts-de-France à l'été 2017, en partenariat avec Enedis et de nombreux producteurs éoliens.
Zoom : Expérimentations de réglage de la tension du RPT par les éoliennes
Lors des périodes de creux de consommation, la production d'énergie par les installations EnR peut contribuer à l'apparition de phénomènes de tension haute sur le réseau public de transport. Toutefois, ces mêmes installations de production possèdent souvent des capacités constructives d'absorption de puissance réactive permettant d'atténuer, voire de compenser, ces phénomènes. RTE et Enedis ont ainsi engagé plusieurs travaux pour étudier l'intérêt des capacités que peut offrir la production éolienne raccordée au réseau HTA pour la résolution de contraintes de tension sur le réseau de transport.
Dans le cadre des expérimentations permises par le Turpe, un premier test a été mené sur un périmètre de quatre postes sources dans les Hauts-de-France en août 2016, associant deux producteurs éoliens (Maïa Eolis et Boralex), Enedis, et RTE. Lors de trois week-ends de creux de consommation, différentes consignes d'absorption de puissance réactive ont été transmises par Enedis aux installations des producteurs raccordés en départ direct HTA pour répondre aux besoins de RTE. Durant ces week-ends, des effets positifs ont été constatés localement sur le plan de tension HTB1 du réseau de transport.
Suite à ces premiers résultats, une seconde expérimentation de plus grande ampleur a été engagée par Enedis et RTE à l'été 2017 sur le périmètre Picardie/ Champagne-Ardenne. Plus de 500 MW de production éolienne raccordée au réseau HTA (sur 1.600 MW identifiés dans la zone) réguleront leur absorption de puissance réactive en maintenant un facteur de puissance constant (rapport entre puissance réactive et puissance apparente). L'expérimentation permettra d'évaluer les effets observés localement (réseau HTB1) ainsi qu'à une maille régionale très large (réseau HTB2) ; et d'affiner les résultats de simulation obtenus avant de lancer d'éventuels travaux de généralisation. A titre illustratif, les simulations réalisées pour une participation à l'expérimentation de l'ensemble des éoliennes situées dans la zone sont présentées ci-dessous. Sans activation d'autres leviers, la production des EnR conduit à un dépassement des seuils de tension haute. L'absorption de réactif par un grand nombre d'éoliennes pourrait contribuer à la réduction de ces dépassements. Ces simulations devront être confirmées par les résultats de l'expérimentation.
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