04 - RTE - Enjeux systèmes et exploitation de la liaison HVDC France-Espagne .pdf

04/12/2012
Auteurs :
OAI : oai:www.see.asso.fr:3239:3243
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04 - RTE - Enjeux systèmes et exploitation de la liaison HVDC France-Espagne .pdf

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Insertion en exploitation de liaisons à courant-continu Enjeux systèmes - Illustration sur France-Espagne 4 décembre 2012 – Soirée Débat Olivier BECK – RTE / Operation Department olivier.beck@rte-france.com PREAMBULE Construction du marché européen de l’électricité / Intégration des énergies renouvelables / Amélioration de la sûreté des systèmes électriques Besoins forts en développement de réseau, notamment en termes d’interconnexions Acceptabilité des ouvrages aériens / Nouvelles opportunités liées à l’électronique de puissance Forte croissance des liaisons HVDC Des challenges techniques ET Des challenges liés à l’exploitation de ces liaisons Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012 CONTEXTE Les liaisons HVDC sont en plein essor, avec 4 paliers de complexité croissante : 1 - liaison HVDC seule entre 2 réseaux AC non synchrones (type IFA jusqu’à mars 2011) 2 - plusieurs liaisons HVDC en parallèle entre 2 réseaux alternatifs (type Norvège- Europe Continentale, IFA + BritNed depuis avril 2011, …) 3 - liaisons HVDC insérées au sein d’un réseau AC maillé (type France-Espagne, Piémont-Savoie) Peu de cas en Europe et dans le Monde aujourd’hui : => France-Espagne : précurseur par son fort rebouclage alternatif => Piémont-Savoie : cas plus complexe en termes d’interaction avec le marché 4 - réseau HVDC Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012 Les fonctionnalités majeures pour un TSO offertes par les stations VSC TRANSIT • souplesse de variation (rapidité, pas de contrainte à l’inversion de puissance) TENSION • réglage en U ou en Q possible pour chaque station de conversion, « indépendamment » du transit actif STABILITE • des dynamiques de variations permettant un bon comportement en stabilité transitoire • potentielle amélioration de la stabilité de la zone (oscillations interzones …) RESEAU SEPARE / INCIDENT GENERALISE • capacité de black-start • capacité de gestion de la fréquence sur un réseau séparé Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012 Un large champ de possibles, Des challenges à relever Des études complexes à mener en coordination entre les TSOs et les constructeurs : - stabilité transitoire - stabilité en petits mouvements - black-start, frequency control LE challenge majeur d’un point de vue opérationnel : déterminer la loi de transit des HVDC exploitées en parallèle d’un réseau AC. => Les lois de Kirchhoff sont « amendées » dans notre nouveau réseau AC+DC : utilisons au mieux ce degré de liberté ! Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012 Optimisation de la répartition des flux d’une liaison HVDC insérée dans le réseau AC L’état actuel des réflexions menées par RTE s’articule autour d’un découpage en 3 échéances temporelles, incluant des contrôles automatiques et/ou des outils d’aide à la décision : - contrôle “tertiaire” : depuis les phases amont de planification de l’exploitation jusqu’au proche temps réel : choix d’un set point - contrôle “secondaire” : de quelques minutes à une dizaine de secondes, contribution automatique à la sûreté d’exploitation du système électrique par un changement du set point de la HVDC géré par un automate “system-based” - contrôle “primaire” : d’un dizaine de secondes à quelques millisecondes : fonctions de stabilité, gérées par le control system des stations de conversion Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012 L’exemple de France-Espagne : pistes possibles Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012 L’exemple de France-Espagne : pistes possibles Contrôle tertiaire : une fois l’échange commercial entre la France et l’Espagne connu, le choix du set point se fait par une méthode d’optimisation qui permet de respecter la sûreté du système électrique (respect des limites d’exploitation en N et en N-1) Exemples de critères d’optimisation possibles : - « minimisation des pertes » - « maximisation de la sécurité » Illustration ci-dessous avec le prototype actuel, avec fonction objective = maximisation d’une “bonus margin” : Margin = operational limit – FRM1 – flow Bonus Margin = Min (Margin on every line in N and N-1 state) 1FRM = flow reliability margin already taken into account for security purposes Determination of a « secure area » can also be very useful in order to match TSOs’ views Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012 Contrôle secondaire : un automate “system based” surveille les lignes AC dont les flux sont significativement influencés par le set point de la liaison HVDC. Dès lors qu’une de ces lignes rentre en contrainte, l’automate envoie des ordres à la liaison HVDC (par ex. Des pas de 100 MW toutes les 10 s) jusqu’à résorption de la contrainte. L’action de l’automate est simulée dans les études de sécurité et prise en compte dans l’optimiseur du contrôle tertiaire. HVDC link L’exemple de France-Espagne : pistes possibles Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012 Conclusion L’insertion en exploitation des liaisons HVDC représente un challenge majeur pour les TSOs. Les degrés de liberté offerts, et l’impact effectif notamment sur la répartition des flux renforcent considérablement le besoin de coordination entre les TSOs. En se projetant dans un avenir proche, où plusieurs liaisons HVDC seront intégrées dans le réseau AC, avec une interaction entre elles et avec d’autres éléments tels que les PSTs, les pistes actuellement à l’étude concernant le pilotage en transit sont une première étape dans l’optique d’une future coordination sur des zones inter-TSOs des divers actionneurs permettant de contrôler les flux électriques. Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012 MERCI POUR VOTRE ATTENTION Insertion en exploitation des liaisons HVDC _ SEE décembre 2012