7-Etude Detaillee Du Raccordement Du Projet Eolien SERGIES Lusignan

SOREGIES RESEAUX DE DISTRIBUTION Direction des Investissements 78, avenue Jacques Cur

86068 POITIERS CEDEX 9 Annexe 3 : 05 49 89 34 88 Fax : 05 49 89 34 89

RAPPORT DETUDE DETAILLEE DU RACCORDEMENT DU PROJET EOLIEN

SERGIES (6 MW) AU RESEAU DE DISTRIBUTION PUBLIC

DE SOREGIES RESEAUX DE DISTRIBUTION (SRD)

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RVIENNE 017

SOREGIES RESEAUX DE DISTRIBUTION Direction des Investissements 78, avenue Jacques Cur

86068 POITIERS CEDEX 9 Annexe 3 : 05 49 89 34 88 Fax : 05 49 89 34 89

ETUDE DETAILLEE DU RACCORDEMENT DU PROJET

EOLIEN SERGIES (6 MW) AU RESEAU DE DISTRIBUTION PUBLIC

DE SOREGIES RESEAUX DE DISTRIBUTION (SRD)

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RVIENNE 017 Rsum : Cette note dtude prsente le rsultat de la faisabilit du raccordement du

projet olien SERGIES au rseau de distribution public.

Le projet olien, dune puissance de production totale de 6 MW, se situe sur la commune de Lusignan.

Etablissement Vrification Approbation Rv.

Nom :

Date :

Visa :

Nom :

Date :

Visa :

Nom :

Date :

Visa :

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Diffusion : SOREGIES RESEAUX DE DISTRIBUTION SERGIES M. BLATEAU 1 ex. M. JULIEN 1 ex.

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TABLE DES MODIFICATIONS

Rv. Dossier Date Objet

A RVIENNE 017 20/05/2008 Edition originale

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SOMMAIRE

1 OBJET .............................................................................................................................. 8

2 CONTEXTE REGLEMENTAIRE ......................................................................................... 8

3 PRESENTATION DU PROJET ........................................................................................... 9

3.1 INSTALLATION DE PRODUCTION..................................................................................... 9

3.2 RESEAU HTA DE DISTRIBUTION PUBLIQUE................................................................... 10

4 MISES A LA TERRE DU NEUTRE ET DES MASSES ....................................................... 11

4.1 PRINCIPE ................................................................................................................. 11

4.2 CALCUL DE LA MISE A LA TERRE DU NEUTRE HTA ......................................................... 11

4.3 PASSAGE EN NEUTRE COMPENSE ................................................................................ 11

5 TENUE THERMIQUE DES RESEAUX EN REGIME NORMAL ........................................... 12

5.1 HYPOTHESES ........................................................................................................... 12

5.2 CALCUL RESULTATS............................................................................................... 12

5.3 ANALYSE COMMENTAIRE......................................................................................... 14

6 BUTEE DU REGLEUR EN CHARGE ................................................................................ 15

7 PLAN DE TENSION HTA ................................................................................................. 15

7.1 HYPOTHESES ........................................................................................................... 16



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8 TENUE AU COURANT DE COURT CIRCUIT.................................................................... 20

8.1 CONTRIBUTION DES GENERATRICES A LA VALEUR DU COURANT DE COURT-CIRCUIT ........... 20

8.2 HYPOTHESES ........................................................................................................... 20


9 HARMONIQUES .............................................................................................................. 22

9.1 HYPOTHESES ........................................................................................................... 22

9.2 LIMITES DEMISSION .................................................................................................. 22

9.3 METHODE DE CALCUL ................................................................................................ 23

9.4 RESULTATS DES CALCULS.......................................................................................... 24

9.5 ANALYSES COMMENTAIRES ..................................................................................... 25

10 VARIATIONS RAPIDES DE TENSION ............................................................................. 26

10.1 PST DE TYPE 1 ......................................................................................................... 27

10.2 PST DE TYPE 2 ......................................................................................................... 27

10.3 METHODE DE CALCUL ................................................................................................ 28 10.3.1 Pst de type 1 pour une olienne.......................................................................... 28 10.3.2 Pst de type 2 pour une olienne.......................................................................... 28

10.4 HYPOTHESES ........................................................................................................... 29



11 COUPLAGE ET VARIATIONS DE CHARGE..................................................................... 32

11.1 CALCUL RESULTATS............................................................................................... 34 11.1.1 Calcul a la mise sous tension des transformateurs lvateurs des gnratrices du

site de production ............................................................................................... 34 Au poste source : ............................................................................................................ 35 Au point de raccordement PDL :....................................................................................... 35 11.1.2 Calcul au dmarrage de la gnratrice asynchrone ............................................. 36 Au poste source : ............................................................................................................ 36 Au point de raccordement PDL :....................................................................................... 36


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12 TRANSMISSION TARIFAIRE........................................................................................... 38

12.1 HYPOTHESES ........................................................................................................... 38



13 PROTECTION DE DECOUPLAGE ................................................................................... 43

13.1 CONTEXTE REGLEMENTAIRE ....................................................................................... 43

13.2 ROLE DE LA PROTECTION DE DECOUPLAGE .................................................................. 44

13.3 INSERTION DES PROTECTIONS DE DECOUPLAGE ............................................................ 44

13.4 APPAREIL DE DECOUPLAGE PRECONISE....................................................................... 45

13.5 CHAINE DE DECOUPLAGE ........................................................................................... 46

13.6 DESCRIPTION DE LA PROTECTION PRECONISEE ............................................................. 47

13.7 ELABORATION DE L'ORDRE DE DECOUPLAGE ................................................................ 50

14 COMPTAGES .................................................................................................................. 50

14.1 COMPTAGE DE PRODUCTION ....................................................................................... 50

14.2 COMPTAGES DES AUXILIAIRES .................................................................................... 50

14.3. COMPTAGE AU POSTE SOURCE ................................................................................... 52

15 EXPLOITATION .............................................................................................................. 52

16 CONCLUSIONS............................................................................................................... 54

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ANNEXES

Annexe 1 Schmas de principe poste source de Lusignan

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1 OBJET

La socit SERGIES a un projet dun parc de production autonome de type olien sur la commune de Lusignan.

Ce projet de production, dune puissance totale de 6 MW, doit tre raccord :

9 au rseau public de transport HTB, 9 au rseau de distribution publique HTA.

Le gestionnaire du rseau de distribution HTA est SOREGIES RESEAUX DE DISTRIBUTION qui ralise ltude de faisabilit de raccordement de ce projet. C'est l'objet de la prsente note d'tude.

Dans le cadre de cette tude, la puissance globale de production au poste source tant infrieure 12 MW, aucune tude de protgeabilit nest demande par RTE. Par ailleurs, afin danticiper les contraintes de transit et optimiser la gestion des rserves et des marges de production, RTE souhaite raliser lobservabilit du parc olien au niveau HTB.

2 CONTEXTE REGLEMENTAIRE

Les diffrentes tudes de raccordement sont effectues dans le cadre technique dfini par larrt ministriel du 17 mars 2003 relatif aux prescriptions techniques de conception et de fonctionnement pour le raccordement un rseau public de distribution d'une installation de production d'nergie lectrique, modifi par l'arrt du 22 avril 2003.

Les arrts de mars 2003 exposent travers ces diffrents articles les prescriptions techniques respecter mais ne fournissent pas dindications sur les hypothses retenir pour vrifier ces prescriptions techniques.

Les diffrentes hypothses dtudes ont t dfinies dans les arrts ministriels : du 21 juillet 1997, du 3 juin 1998, du 15 avril 1999, du 14 avril 1995.

Les hypothses dtudes exposes dans ces arrts ont t retenues pour vrifier les prescriptions techniques respecter des arrts de mars 2003.

Les diffrentes simulations sont ralises partir de donnes ou de documents techniques remis par SRD et SERGIES.

Durant lavancement de ce projet, il faudra veiller vrifier les caractristiques techniques, de linstallation de production, qui ont t retenues pour les tudes.

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3 PRESENTATION DU PROJET

3.1 INSTALLATION DE PRODUCTION

Le projet de production olien se situe sur la commune de Lusignan.

La production d'lectricit sera assure par un parc d'arognrateurs d'une puissance totale de 6 MW. Les arognrateurs seront de marque Gamesa Eolica et de type G90, d'une puissance unitaire de 2000 kW, au nombre de 3 oliennes. Chaque olienne est relie la prcdente jusquau poste de livraison.

A ce stade, il n'est pas prvu d'quiper linstallation de production de condensateurs. Cependant, dans un objectif de conseil, les calculs seront conduits en prenant deux hypothses : soit linstallation de production nest pas quipe de condensateurs, soit elle en est quipe et la tan est gale 0,4. Chaque gnratrice asynchrone est raccorde au rseau 20 kV par lintermdiaire dun transformateur lvateur 690/20 kV de puissance nominale 2100 kVA et de tension de court-circuit 7,7 % (Ucc). Ce transformateur est muni d'un second enroulement secondaire en 400 V.

Le parc olien sera raccord sur un Poste De Livraison 20 kV crer, nomm PDL. Le parc olien sera raccord par un cble ddi au poste source de Lusignan.

Le disjoncteur de branchement "C 13-100" pourra tre motoris et tlcommand pour permettre le raccordement des parcs distance.

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3.2 RESEAU HTA DE DISTRIBUTION PUBLIQUE

Les schmas de principe du raccordement sont prsents en annexe 1.

Solution de raccordement :

En schma normal, l'nergie est vacue directement sur le rseau public de distribution par le transformateur T 411 (90 / 20 kV - 20 MVA) existant au poste source de Lusignan.

Le parc olien sera raccord au poste source 90 / 20 kV de Lusignan par son propre cble en 240 mm Aluminium.

Le secours transformateur est non garanti et non prenne. En schma de secours, l'nergie est vacue par le transformateur T412 (90 / 20 kV - 20 MVA) existant au poste source de Lusignan. Ce transformateur alimente aussi des dparts du rseau de distribution.

La puissance de court-circuit triphase calcule au point de raccordement de linstallation de production est, en rgime normal d'exploitation

SCC triphase du rseau HTB maximale : 719 MVA (Icc tri = 4192 A) SCC triphase du rseau HTB normale : 618 MVA (Icc tri = 3877 A)

SCC triphase du rseau HTB minimale : 152 MVA (Icc tri = 975 A)

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4 MISES A LA TERRE DU NEUTRE ET DES MASSES

4.1 PRINCIPE

Un fonctionnement en mode autonome de linstallation de production n'est pas envisag.

Le neutre HTA ne doit pas tre reli la terre au niveau de linstallation de production lorsque celle-ci est couple au rseau. La mise la terre du neutre HTA est ralise au poste source HTB/HTA.

4.2 CALCUL DE LA MISE A LA TERRE DU NEUTRE HTA

L'augmentation du courant capacitif Ic=3Ico du rseau en cas de dfaut homopolaire peut engendrer le remplacement de la Rsistance de Point Neutre (RPN) des transformateurs 90 / 20 kV et conduire faire voluer le plan de protection du poste source en neutre compens.

En l'tat actuel, Ic est gal 119 A sur le T411 ddi SRD.

Une ferme olienne sera raccorde, comportant 900 m de cble 3 x 240 Alu enterr en domaine public. Contribution de 4 A de valeur de courant capacitif concern par le raccordement du parc olien ramen au poste source de Lusignan soit au total 123 A sur le T411.

4.3 PASSAGE EN NEUTRE COMPENSE

Par ailleurs, moyen terme, SRD envisage le passage de ce poste en neutre compens. Dans cette optique, il est demand au producteur d'quiper le poste de livraison de protections compatibles avec une volution vers un rgime de neutre compens (PWH2).

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5 TENUE THERMIQUE DES RESEAUX EN REGIME NORMAL

Les ouvrages utiliss pour le raccordement du projet olien doivent prsenter une intensit maximale admissible permanente suprieure au transit maximal rsultant de la production du site raccorder. Leur section doit tre adapte la section conomique des cbles 20 kV.

5.1 HYPOTHESES

La tenue des ouvrages est examine dans les priodes de production maximale et de consommation minimale en prenant en compte les intensits permanentes maximales des liaisons, appareillages et transformateurs.

Les liaisons, appareillages et transformateurs doivent prsenter une tenue suprieure au niveau de transit permanent prvisible.

5.2 CALCUL RESULTATS

Dans ltude de son raccordement, le producteur est suppos tre en mesure dinjecter une puissance ractive correspondant la puissance active maximale en sortie des machines sous une tangente comprise entre 0 et 0,4.

La tangente de calcul est prise gale 0,4 x Pmax des machines de production. En cas de contrainte cette valeur de tangente peut tre abaisse jusqu' la valeur minimale de 0.

En schma de secours, les ouvrages et les matriels considrs sont, depuis le poste de livraison vers le poste source :

le disjoncteur 400 A du parc implant au poste de livraison, le cble 240 mm Aluminium, le disjoncteur 400 A implant au poste source, le transformateur HTB/HTA T411 (20 MVA).

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Intensit maximale

Les intensits maximales dbites par le parc et par les quipements de compensation ractive sont :

Parc Puissance active max Puissance

ractive max Intensit

sous tan = 0 Intensit

sous tan = 0,4 LUSIGNAN 6 MW 2,4 MVAr 173 A 186 A

Les modes d'exploitations possibles et les intensits correspondantes sont rcapituls dans le tableau ci-dessous.

Caractristiques des conducteurs

tan = 0 tan = 0,4 Parcs en

exploitation Intensit Puissance apparente Intensit Puissance apparente

6 MW 173 A 6 MVA 186 A 6,46 MVA

Type Nature Section

Tenue thermique en rgime permanent

Hiver

Tenue thermique en rgime permanent

t

Situation

Souterrain Aluminium 95 mm 280 A 230 A

Souterrain Aluminium 150 mm 370 A 300 A Rseau priv (parc olien)

Souterrain Aluminium 240 mm 495 405 A

Liaison de raccordement

PDL/poste source

Souterrain Aluminium 630 mm 900 A

735 A

Poste source

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5.3 ANALYSE COMMENTAIRE

Le cble 240 mm aluminium est correctement dimensionn pour le raccordement de la ferme olienne sur le poste source de Lusignan. Cette vrification a port sur :

Le respect des tenues thermiques au transit permanent, La limitation des pertes de transit par le choix dune section conomique

pour louvrage crer. Le raccordement de la ferme sur le transformateur T411, ne fait pas apparatre de limite de fonctionnement du parc olien 6 MW. Cette limite de fonctionnement est infrieure par le transformateur T411 : 20 MVA. Tables dede raccord

celle fixe choix de la section conomique des cbles HTA pour les deux solutions ement :

SERGIES 6 MW

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6 BUTEE DU REGLEUR EN CHARGE

L'vacuation de l'nergie produite par le parc olien travers le transformateur T412 produit une lvation de tension son secondaire. Cette lvation est compense par le rgleur en charge de ce transformateur, sous rserve qu'il n'atteigne pas sa bute basse.

Des simulations du fonctionnement du rgleur en charge sont conduites avec un outil logiciel afin de s'assurer que les caractristiques du transformateur (plage de rglage, nombre de plots) et la consigne applique au rgleur ne provoque pas de bute.

Les simulations sont conduites avec des hypothses majorantes : La Pcc HTB est minimale, Les consommateurs ont une tan=0,4 et la consommation est minimale sur

les dparts du poste source de LUSIGNAN, soit 0,46 MW Le parc olien produit sous une tan=0,4, La production du parc olien est maximale, c'est dire gale 6 MW avec

T411 inchang (20 MVA).

Sous ces hypothses, les simulations montrent que le rgleur en charge du transformateur T411 n'atteint pas sa bute. Dans l'hypothse o la bute basse du transformateur serait malgr tout atteinte, cette anomalie est signale au Bureau d'Information et de Conduite. SRD peut donc dcider de dlester un parc olien, soit de manire automatique, soit par une manuvre de dclenchement.

7 PLAN DE TENSION HTA

La ralisation du raccordement du producteur doit assurer le maintien de la desserte dans les limites des carts contractuels de tension HTA et BT dans toutes les conditions prvisibles de production et de consommation.

Le niveau de la production ractive demande au producteur raccord en HTA est dtermin par le distributeur, elle peut varier pour diffrentes priodes de lanne en fonction des besoins de la tenue de tension. Cette contribution individuelle de chaque producteur est limite aux possibilits constructives dfinies par les arrts ministriels traitant du raccordement des sites de production.

Dans le cas du projet prsent par SERGIES, le raccordement est effectu directement sur une cellule ddie sur la rame existante. Il n'y a aucun consommateur entre les postes de livraison et le poste source.

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De ce fait, sous rserve que la bute du rgleur en charge du transformateur T411 ne soit pas atteinte (cf. paragraphe 6), le projet de production de SERGIES ne peut pas induire un dpassement des limites contractuelles de la tension HTA et BT chez les clients de SRD.

L'objet de ce paragraphe est de vrifier que l'lvation de tension aux postes de livraison du projet SERGIES est supportable par les quipements de production.

7.1 HYPOTHESES

Compoundage

En prsence de compoundage, la tension de consigne tant variable avec la charge, le raccordement doit tre tudi avec une tension de consigne fixe. La consigne fixe U0 adopte pour ltude est :

(%)(%)(%) min0'

0 ecompoundagMAX

xPPUU +=

U0 (%) Consigne fixe relle du transformateur HTB/HTA en % de UN

compoundage Taux de compoundage existant (en % de la tension nominale la P*MAX du transformateur)

PP

MAX

min Egal 0,2 par dfaut

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Calcul de U0

)16,22,0(3(%)'0 xU += Donc : U0 = 3,43 % +1% dincertitude de rglage

Tension de consigne prendre en compte

La tension de consigne prendre en compte pour les diffrentes simulations est donc : 4,43 % soit 20886 V.

Modlisation du producteur

Chaque gnratrice asynchrone possde les caractristiques suivantes : PN = 2000 kW Cos N = 0,903 SN = 1993 kVA QN = 0 kVAr UN = 690 V

Ouvrages de raccordement

Parc Puissance Raccordement

LUSIGNAN 6 MW sur le PDL par 900 m de cble 240 mm Aluminium.

Puissance produite par le parc olien avec le transformateur T411 de 20 MVA

La puissance minimale consomme au poste de LUSIGNAN est de 0,46 MW, suppose sous une tan = 0,4, pour une puissance maximale consomme de 9,07 MW.

Les calculs sont raliss : soit en supposant que le parc est quip de condensateurs permettant une

production sous une tan=0,4 soit en supposant que le parc compense hauteur de tan=0 dans les deux cas, le plan de tension sera ralis avec le cble de 240 mm

Aluminium prconis dans le chapitre 5.3.

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Avec T411 20 MVA

tan = 0 tan = 0,4 P (MW) 6 6

Q (MVAR) 0 2,4 U/U (%) * 4,6% 4,7%

U (kV) 20,93 20,92 * : Elvation de tension dans la liaison entre Lusignan et le parc olien


La vrification porte uniquement sur la tension HTA au point de livraison du producteur tudi, la tension haute devant tre infrieure ou gale UN + 10% (UN = tension HTA nominale) afin de permettre lutilisation ultrieure de la liaison de raccordement du producteur pour la desserte dun poste de distribution publique.

La tension contractuelle retenue est gale 20 kV soit une tension haute gale 22000 V.

A tan = 0,4 : - Dans le cas le plus dfavorable, au point de raccordement du producteur, en

phase de production, la valeur maximale atteinte est de 20933 V, soit un dpassement de la tension contractuelle de 4,7%. Dans ce cas dtude, la tension HTA au point de livraison du producteur est infrieure UN + 10%. La liaison de raccordement de linstallation de production pourra tre utilise ultrieurement pour la desserte dun poste de distribution publique.

A tan = 0 : - Dans le cas le plus dfavorable, au point de raccordement du producteur et

production avec les condensateurs en service, la valeur maximale atteinte est de 20921 V soit un dpassement de la tension contractuelle de 4,6 %. Dans ce cas dtude, la tension HTA au point de livraison du producteur est infrieure UN + 10%. La liaison de raccordement de linstallation de production pourra tre utilise ultrieurement pour la desserte dun poste de distribution publique.

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Dans les deux cas dtude, le raccordement de linstallation de production nentrane pas de contraintes sur le profil de tension. Par ailleurs, afin dviter toute consommation dnergie ractive, le producteur devra sengager injecter une puissance ractive correspondant la puissance active maximale en sortie des machines sous une tangente phi comprise entre 0 et +0,15 (linstallation de production devant fournir du ractif au rseau).

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8 TENUE AU COURANT DE COURT CIRCUIT

8.1 CONTRIBUTION DES GENERATRICES A LA VALEUR DU COURANT DE COURT-CIRCUIT

Lors d'un court-circuit, la gnratrice asynchrone alimente le dfaut pendant une dure correspondant l'extinction du flux. Le courant fourni par la gnratrice s'ajoute au courant fourni par la source d'alimentation. Les gnratrices asynchrones rotor bobin aliment ont un comportement analogue car dans les premiers instants du court-circuit, l'alimentation du rotor est coupe.

Lors d'un court-circuit, les gnratrices asynchrones dlivrent alors une intensit qui sannule avec une constante de temps.

La gnratrice asynchrone est donc, en cas de court-circuit, un gnrateur auquel on attribue une impdance (seulement subtransitoire) de 20 25 %.

La tenue aux courants de courts circuits des conducteurs et appareillages du rseau et des postes de livraison ne doit pas tre compromise aprs le raccordement du producteur. Les calculs de courant de court circuit triphas sont raliss selon la mthode CEI 909 en tout point du rseau HTA.

Du fait de laction des relais de surveillance de la tension, on peut limiter l'apport des sites producteurs une dure de 1 seconde.

Toutefois, les contraintes dues l'apport du rseau amont et induites par les adaptations du rseau HTA, du transformateur HTB/HTA sont tudier sur la base des temps dlimination des dfauts du rseau.

8.2 HYPOTHESES

Les vrifications raliser portent sur tous les composants des ouvrages constitutifs des schmas usuels dexploitation du transformateur HTB/HTA de raccordement et des rseaux pouvant lui tre raccords. Le calcul des courants de court circuit triphass et biphass apports par les machines sera fait selon la recommandation CEI 909 dans le rgime transitoire.

Le programme informatique de calcul utilis, pour dterminer la valeur des courants de court circuit triphas, est le logiciel POWER TOOLS. Ce dernier est conforme la CEI 909 et prend en compte les courants de court-circuit apports par les gnratrices asynchrones.

La puissance maximale de court-circuit HTB est retenue pour ce calcul.

Ce qui est dnomm puissance de court-circuit HTB maximum correspond la valeur atteinte avec un schma dalimentation du poste HTB/HTA en situation peu frquente quelques semaines par an, c'est dire pendant au moins 5 % du temps sur une anne.

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9 Ouvrages de raccordement au poste de Lusignan

Parc Puissance Raccordement

LUSIGNAN 6 MW sur le PDL par 900 m de cble 240 mm aluminium

9 Installation de production

Pour chaque olienne Transformateur lvateur : 2100 kVA U Gnratrice : 2000 kW 690 V Cos = 1

Nombre de machines par parc Parc Puissance Nombre de machines

LUSIGNAN 6 MW 3

9 Schma avec transformateur existant de 20 MVA

SCC max HTB = 719 MVA

Transformateur HTB/HTA : 90 kV/20 kV - 20 MVA UCC = 12 %

6 MW sont produits, le parc est pleine puissance.


Linstallation de production en service couple au rseau ne gnre pas de valeurs de dpassement des courants de court-circuit admissibles sur le rseau appartenant SRD.

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9 HARMONIQUES

Ltude de raccordement a pour but de sassurer que le niveau de perturbation gnr par le site raccorder ne va pas conduire dans limmdiat ou terme un dpassement du niveau de gne dfini par la norme EN 50160 et rappel par les arrts ministriels traitant du raccordement des producteurs.

Pour cela on sassure que les recommandations en terme de limitation des injections de courants harmoniques sont respectes.

9.1 HYPOTHESES

Cette tude nest raliser que pour les sites de production comportant au moins un gnrateur avec lectronique de puissance comme les arognrateurs de la famille 4, 4bis ou 6.

Linjection en courant harmonique des machines synchrones ou asynchrones sans lectronique de puissance couple en permanence au rseau peut tre considre comme ngligeable.

Linjection en courant harmonique des dispositifs dlectronique de puissance assurant le couplage / dcouplage est considre sans effet compte tenu de leur courte dure dapparition.

Lapplication des rgles de sommation permet de calculer du rang 2 au rang 50 les taux globaux de courants harmoniques mis par le site.

Ces taux sont comparer avec les limites admissibles pour les rangs 2 25, et les limites indicatives pour les rangs 26 50. Les seuils des rangs 2 25 sont ceux donns par les arrts ministriels, les rangs 26 50 sont issus dune extrapolation des recommandations Emeraude vers un seul maximum de 0.5 % pour les rangs impairs suprieurs 39 et pour tous les rangs pairs.

9.2 LIMITES DEMISSION

Les limites dmission en courant jusquau rang 25 sont issues des arrts techniques relatifs aux conditions techniques de raccordement au rseau public des installations de production autonome dnergie lectrique.

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Les limites dmission en courant du rang 26 au rang 50 sont des valeurs indicatives.

Rangs pairs Taux limites Rangs pairs Taux limites Rangs impairs Taux limite Rangs

impairs Taux limite

2 2% 28 0,50% 3 4% 27 1,70% 4 1% 30 0,50% 5 5% 29 1,40% 6 0.5 % 32 0,50% 7 5% 31 1,20% 8 0,50% 34 0,50% 9 2% 33 1%

10 0,50% 36 0,50% 11 3% 35 0,90% 12 0,50% 38 0,50% 13 3% 37 0,70% 14 0,50% 40 0,50% 15 2% 39 0,60% 16 0,50% 42 0,50% 17 2% 41 0,50% 18 0,50% 44 0,50% 19 2% 43 0,50% 20 0,50% 46 0,50% 21 2% 45 0,50% 22 0,50% 48 0,50% 23 2% 47 0,50% 24 0,50% 50 0,50% 25 2% 49 0,50% 26 0,50%

9.3 METHODE DE CALCUL

Le type dlectronique de puissance utilis pour ce projet est bas sur la technologie IGBT. Les arognrateurs des deux parcs oliens sont identiques.

Le calcul est ralis par application de la mthode dtaille dans le projet de norme concernant les arognrateurs. Cette mthode permet de calculer le courant harmonique au point commun de couplage produit par N arognrateurs :

==

N

iihh II

1, )(

o : Ih,i est le courant harmonique de larognrateur i au rang h, N est le nombre darognrateurs ; est fonction du rang h de lharmonique :

Rang harmonique h H < 5 1

5 h 10 1,4 h > 10 2

Les arognrateurs du site sont identiques, ce qui implique pour les taux dmission des courants harmoniques :

Taux du site au rang h = x Taux dun arognrateur de rang h n )1)/1((

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9.4 RESULTATS DES CALCULS

Le calcul est ralis avec 3 arognrateurs en fonctionnement, soit la totalit du parc. Par rapport au tableau harmonique fourni par le producteur, les rsultats sont :

Rang Valeur en (%) de In

pour un arognrateur

(fiche de collecte)

Taux harmonique du site (%)

Limites individuelles admissibles (%)

2 0,26 0,26 2,0 3 0,43 0,43 4,0 4 0,14 0,14 1,0 5 1,10 0,80 5,0 6 0,12 0,09 0,5 7 0,79 0,58 5,0 8 0,00 0,00 0,5 9 0,15 0,11 2,0

10 0,00 0,00 0,5 11 0,28 0,16 3,0 12 0,00 0,00 0,5 13 0,18 0,10 3,0 14 0,00 0,00 0,5 15 0,00 0,00 2,0 16 0,00 0,00 0,5 17 0,00 0,00 2,0 18 0,00 0,00 0,5 19 0,00 0,00 2,0 20 0,00 0,00 0,5 21 0,00 0,00 2,0 22 0,00 0,00 0,5 23 0,00 0,00 2,0 24 0,00 0,00 0,5 25 0,00 0,00 0,2 26 0,00 0,00 0,5 27 0,00 0,00 0,5 28 0,00 0,00 0,5 29 0,00 0,00 0,5 30 0,00 0,00 0,5 31 0,00 0,00 0,5 32 0,00 0,00 0,5 33 0,00 0,00 0,5 34 0,00 0,00 0,5

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35 0,00 0,00 0,5 36 0,00 0,00 0,5 37 0,00 0,00 0,5 38 0,00 0,00 0,5 39 0,00 0,00 0,5 40 0,00 0,00 0,5 41 0,00 0,00 0,5 42 0,00 0,00 0,5 43 0,00 0,00 0,5 44 0,00 0,00 0,5 45 0,00 0,00 0,5 46 0,00 0,00 0,5 47 0,00 0,00 0,5 48 0,00 0,00 0,5 49 0,00 0,00 0,5 50 0,00 0,00 0,5

9.5 ANALYSES COMMENTAIRES

Cette tude ne met pas en vidence de contraintes lies aux harmoniques.

Les diffrentes valeurs des seuils dfinis sont respectes.

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10 VARIATIONS RAPIDES DE TENSION

Cette tude a pour but de sassurer que le niveau de perturbation gnr par le site raccorder ne va pas conduire un dpassement du niveau de gne dfini par la norme EN 50160 et rappel par les arrts ministriel traitant du raccordement des producteurs.

La gne perue par les utilisateurs soumis des variations rapides de tension (ou papillotement / flicker) est exprime en Pst correspondant au niveau moyen de gne sur 10 minutes et Plt ou niveau moyen de gne sur 2 heures.

Les limites alloues chaque installation perturbatrice doivent permettre la desserte sans gne de lensemble des autres utilisateurs non perturbateurs raccords au rseau HTA et BT et lutilisation de lentire capacit de desserte des postes sources de distribution.

Pour assurer la prennit de fonctionnement des installations concernes, le partage de la gne doit se fonder sur le stade 2 du rapport technique CEI 1000-3-7 Evaluation des limites dmission des charges fluctuantes sur les rseaux MT et HT Publication fondamentale en CEM .

Le calcul du niveau de flicker produit par un site olien est complexe. Il fait intervenir deux composantes principales, respectivement lies :

9 Au fonctionnement en rgime tabli des arognrateurs : dans cette configuration, la gnratrice est, et reste couple au rseau ; seule la vitesse du vent varie. Les fluctuations de tension sont alors dues aux fluctuations de la puissance produite par les arognrateurs, au passage des pales devant le mt et au gradient vertical de vent. Ce type de flicker est appel flicker de type 1 et valu par le paramtre Pst de type 1.

9 A lenclenchement et au dclenchement des machines : outre le couplage et le dcouplage des arognrateurs, on inclut dans cette premire rubrique les fluctuations de tension dues lenclenchement des batteries de condensateurs et au basculement dune gnratrice lautre (pour les machines double enroulement). Ce type de flicker est appel flicker de type 2 et valu par le paramtre Pst de type 2.

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10.1 PST DE TYPE 1

Afin de raliser une estimation du niveau de flicker de type 1, c'est dire le flicker li aux variations de puissance produite par l'arognrateur, la source d'informations utilise est les fiches de test ralises conformment au projet de norme CEI 61400-21.

10.2 PST DE TYPE 2

En ce qui concerne limpact des couplages / dcouplages, lestimation du niveau de flicker demande une trs bonne connaissance du potentiel olien du site et des caractristiques des arognrateurs. Cest une des raisons pour lesquelles il est demand au producteur deffectuer lui-mme cette estimation.

Cependant le producteur fournit des lments pour le flicker de type 2 qu'il est ncessaire de transformer pour accder au Pst. Un outil Excel permettant d'exploiter les fiches de test ralises selon le projet de norme CEI 61400-21 et d'valuer le flicker en terme de Pst a t ralis.

D'autre part, un outil supplmentaire a t ralis afin d'valuer le flicker de type 2 dans l'hypothse o le producteur ne possde pas les fiches de test.

En pratique, il faut estimer le nombre maximal dvnement de chaque type susceptible de se produire par priode de 10 minutes et dterminer le niveau de flicker correspondant laide de la courbe normalise de flicker. On ajoute ensuite les diffrentes valeurs de Pst obtenues (couplage + enclenchement condensateurs + monte en puissance).

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10.3 METHODE DE CALCUL

10.3.1 Pst de type 1 pour une olienne

L'expression gnrale du Pst de type 1 pour la mthode "CEI" est donne par la formule suivante :

ccnak S

S*)V,(cPst =olienne 1 o:

c(k, Va) coefficient de flicker ou flicker coefficient Sn puissance apparente ou apparent power

Avec : )(cos

PSn

nn =

SCC : puissance de court-circuit ou short circuit apparent power

Avec : 22

2

cccc

ncc

XR

US

+=

k angle de phase rseau ou grid impedance phase angle Avec :

=

cc

cck

RXarctan

Les donnes ncessaires ce calcul ont t communiques par la SOREGIES.

10.3.2 Pst de type 2 pour une olienne

Pour cette mthode, on considre les vnements suivants (indice j) :

Couplage de la gnratrice vitesse minimale ( start-up at cut-in wind speed ),

Couplage de la gnratrice vitesse nominale ( start-up at rated wind speed ),

Cas le plus dfavorable de basculement d'une gnratrice l'autre (dans le cas d'une gnratrice double) ou de changement de couplage ( the worse case of switching between generators ).

On calcule le Pst de type 2 correspondant chaque vnement.

L'expression gnrale du Pst2 est donne par la formule suivante :

31.010 **)(*182 NS

SkP

cc

nkfoliennest

=

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o :

kf(k) facteur d'chelon pour le flicker ou flicker step factor Sn puissance apparente ou apparent power

Avec )(cos

PSn

nn =

SCC : puissance de court-circuit ou short circuit apparent power

Avec : 2

cc2

cc

2ncc

XRUS

+=

k angle de phase rseau ou grid impedance phase angle Avec :

=

cc

cck

RXarctan

N10nombre d'vnements par 10 minutes ou number of the switchning operation within a 10 minutes period

On calcule un Pst j pour chaque vnement. Le Pst de type 2 rsultant (pour une machine) est le maximum des Pstj calculs prcdemment.

10.4 HYPOTHESES

La puissance minimale de court-circuit HTB est retenue pour ce calcul, c'est dire 152 MVA.

Ce qui est dnomm puissance de court-circuit HTB minimum correspond la valeur atteinte avec un schma dalimentation du poste HTB/HTA en situation peu frquente quelques semaines par an, c'est dire pendant au moins 5 % du temps sur une anne.

Les caractristiques des ouvrages (transformateurs HTB/HTA et lignes) sont considres avec un transformateur de 20 MVA.

Les donnes ncessaires ce calcul, Continuous operation et Switching operations , ont t communiques par SRD.

Le parc olien est suppos avoir une production maximale, c'est dire :

9 3 machines sous une tan=0 avec TR de 20 MVA, La vitesse du vent prise pour hypothse est 10 m/s. Cette valeur est majorante.

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9 Schma avec TR de 20 MVA Valeurs Pst/Plt de type 1

Jeu de barres du poste HTB/HTA

c (k, Va) 5,60 Pst / Plt pour 1 olienne 0,14

Pst / Plt pour le site 0,24

Limite de Pst / Plt admissible pour le site 0,33

Valeurs Pst/Plt de type 2

Jeu de barres du poste HTB/HTA

Nombre d'vnements par 10 minutes 4 Nombre d'vnements par 120 minutes 24

kf (k) 0,04 Pst 0,03

Cou

plag

e de

la

gn

rat

rice

vite

sse

min

imal

e

Plt 0,02 Nombre d'vnements par 10 minutes 2

Nombre d'vnements par 120 minutes 24 kf (k) 0,15

Pst 0,08

Cou

plag

e de

la

gn

rat

rice

vite

sse

nom

inal

e

Plt 0,08 Nombre d'vnements par 10 minutes 4

Nombre d'vnements par 120 minutes 24 kf (k) 0.13

Pst 0.09 Cas

le p

lus

dfa

vora

ble

de

basc

ulem

ent

dun

e m

achi

ne

sur

lau

tre

ou

de

chan

gem

ent

de c

oupl

age

Plt 0.07 Pst pour 1 olienne 0,09

Pst pour le site 0,12

Limite de Pst admissible pour le site 0,42

Plt pour 1 olienne 0,08

Plt pour le site 0,11

Limite de Plt admissible pour le site 0,33

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Les seuils maximaux admissibles des variations rapides de tension ne sont pas dpasss.

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11 COUPLAGE ET VARIATIONS DE CHARGE

Le couplage des machines asynchrones doit se faire au synchronisme avec des carts maximaux de : 10 % en tension 0,1 Hz en frquence 10 en phase

L'-coup de tension lors du couplage, sur le dpart HTA, ne doit pas dpasser 5 % pendant plus de 0,5 seconde et ne doit pas faire dclencher le disjoncteur de dpart au poste HTB/HTA.

Limpact vrifier est surtout li la mise sous tension des transformateurs lvateurs des gnratrices du site de production, ainsi quau moment du dmarrage des gnratrices asynchrones .

Pour tout type de producteur, la puissance de base Sb est dfinie comme la somme Sn, des Sn du plus gros groupe de transformateurs HTA/BT de l'installation mis simultanment sous tension par le rseau. Ces transformateurs sont les transformateur(s) lvateur(s) de groupe(s) de production.

La puissance de l'ensemble de ces transformateurs lvateurs sera gale :

- SntrG, puissance nominale du plus gros transformateur lvateur des groupes, si la mise sous tension des transformateurs suite dcouplage ou mise hors tension de l'installation est chelonne (un un deux par deux,.. et dans la limite du 8IB de la protection C13-100),

- [nombre de groupes x SntrG], si la mise sous tension des transformateurs est simultane par fermeture du disjoncteur gnral,

- 0, si les transformateurs sont directement mis sous tension par les groupes. Il n'y a donc pas d'tude d'-coups raliser.

Le courant d'enclenchement Ie est le courant d'enclenchement crte (valeur instantane maximale) le plus lev parmi les transformateurs utiliss pour le calcul de la puissance de base Sb. Le courant d'enclenchement Ie est rapport au courant nominal crte (courant nominal efficace x 2 ) du transformateur concern.

R, X et Scc sont respectivement la rsistance amont, la ractance amont et la puissance de court-circuit amont au point de raccordement de l'installation. Ces valeurs sont calculer pour une puissance de court-circuit HTB minimum.

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L'tude est raliser si la puissance de base Sb (MVA) est suprieure la valeur indique dans les tableaux 1 et 2 ci-dessous et/ou calcule par interpolation linaire sur les trois grandeurs d'entre : courant d'enclenchement, niveau de Pcc au PDL et angle de l'impdance du rseau au PDL des tableaux suivants. Ces tableaux double entre donnent la puissance Sb ne pas dpasser pour obtenir une probabilit suffisante d'-coup de tension infrieur 5%.

le tableau n1 est tabli pour un courant d'enclenchement de 7In crte,

le tableau n2 est tabli pour un courant d'enclenchement de 11In crte.

Les tableaux sont dfinis comme suit :

entre horizontale : Arctg (X/R) = 30, 50, 70, 85,

entre verticale : Pcc = 40, 60, 100, 150, 200 MVA.

Arctg (X/R) Pcc 30 50 70 85

40 MVA 5,7 2,5 1,3 0,9

60 MVA 8,2 3,8 1,9 1,6

100 MVA 14,5 5,7 3,1 2,5

150 MVA >19,5 8,8 5 3,8

200 MVA >19,5 12,6 6,9 5,7

Tableau 1 : seuils de puissance de base Sb (MVA) pour un courant d'enclenchement Ie gal 7 In crte

Arctg (X/R) Pcc 30 50 70 85

40 MVA 3,8 1,9 0,9 0,7

60 MVA 5 2,5 1,3 0,9

100 MVA 7,6 3,8 2,5 1,9

150 MVA 13,9 6,3 3,1 2,5

200 MVA 17,6 8,2 4,4 3,8

Tableau 2 :seuils de puissance de base Sb (MVA) pour un courant d'enclenchement gal 11 In crte

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Les tableaux ci-dessus sont tablis pour des courants d'enclenchement de 7In crte et 11 In crte. Ces tableaux ne correspondent pas aux courants denclenchement dfinis par le constructeur au niveau des transformateurs et des gnratrices asynchrones. Ltude est mene selon le principe suivant :

L-coup de tension maximal qui se situe au point de raccordement peut tre calcul partir de la formule (1) :

UIXIR

UU sin..cos..(%) +=

avec : I - intensit de l-coup - dphasage entre V et I linstant de l-coup

L-coup de tension maximal peut tre galement estim partir de la formule (2) :

ccIIU =

11.1.1 Calcul a la mise sous tension des transformateurs lvateurs des gnratrices du site de production

Le courant dappel, li la magntisation des transformateurs, est gal 8,5 x IN. Pour une olienne (transformateur de 2 MVA) il peut donc tre valu, en 20kV, :

Iappel = 529 A

Le Courant d'appel peut tre considr comme purement selfique, la formule (1) devient alors :

UIX

UU .(%) =

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Au poste source :

La puissance de court-circuit minimale HTB (152 MVA) est retenue pour le calcul de cet -coup. Le calcul est effectu sur le jeu de barres HTA du poste Lusignan :

9 soit avec le transformateur existant (Sn=20 MVA, Ucc=12%) Scc= MVA, Xcc=5,032 ,

Au poste source A-coup de tension maximal

Formule (1)

A-coup de tension maximal

Formule (2)

Avec TR existant de 20 MVA 13,32 % 23,21 %

Au point de raccordement PDL :

La puissance de court-circuit minimale HTB est retenue pour le calcul de cet -coup. Le calcul est effectu au point de raccordement PDL avec le transformateur existant de 20 MVA,

Au point de raccordement PDL du

producteur Formule (1) LUSIGNAN

6 MW

Longueur cble 240 mm aluminium (km)

0,9

Xcble (m) 33 Xcble + Xcc () avec TR 20 MVA 5,065 U/U (%) avec TR 20 MVA au PDL 13,4 %

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11.1.2 Calcul au dmarrage de la gnratrice asynchrone

Limpact au dmarrage de la gnratrice est dautant plus important quand le constructeur donne comme valeur dId/In : 4,28 soit un Iappel = 148 A

Sur la mme base de calcul que prcdemment :

Au poste source :

La puissance de court-circuit minimale HTB (152 MVA) est retenue pour le calcul de cet -coup. Le calcul est effectu sur le jeu de barres HTA du poste de Lusignan

9 soit avec le transformateur existant (Sn=20 MVA, Ucc=12%) Scc=79MVA, Xcc=5,032 ,

Au poste source A-coup de tension maximal

Formule (1)

A-coup de tension maximal

Formule (2)

Avec TR existant de 20 MVA 3,73 % 6,50 %

Au point de raccordement PDL :

La puissance de court-circuit minimale HTB est retenue pour le calcul de cet -coup. Le calcul est effectu au point de raccordement PDL avec le transformateur existant de 20 MVA,

Au point de raccordement PDL du

producteur Formule (1) LUSIGNAN

6 MW

Longueur cble 240 mm aluminium (km)

0,9

Xcble (m) 33 Xcble + Xcc () avec TR 20 MVA 5,065 U/U (%) avec TR 20 MVA au PDL 3,75 %

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L-coup de tension lenclenchement des transformateurs est suprieur 5% au point de livraison. Le producteur devra mettre en place des transformateurs avec un courant denclenchement gal 5 p.u.

Par ailleurs, afin de limiter les perturbations sur le rseau de distribution de SRD, nous vous demandons :

- De raliser des enclenchements squentiels des transformateurs avec un temps minimal de 10 minutes entre chaque manuvre,

- De conserver le plus possible le transformateur sous tension

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12 TRANSMISSION TARIFAIRE

En France, le systme de diffusion dordres de comptage est bas sur lenvoi dune onde de frquence musicale non multiple entier du 50Hz (ajoute au 50 Hz en plus de lnergie transmise) sur les rseaux lectriques. Il est largement utilis pour transmettre les signaux tarifaires par les oprateurs de rseaux vers les clients. Ces ordres tarifaires ou TCFM (Tlcommande Centralis Frquence Musicale) se propagent partout et sont disponibles chez tous les clients. Toutefois, certaines configurations de raccordement sur le rseau viennent nuire la bonne transmission de ces ordres tarifaires. Exemples : linstallation de nouveaux producteurs autonomes (olienne, hydraulique, turbine gaz, etc), ou linstallation de nouveaux quipements (batteries de condensateur, filtre, etc). Ltude de raccordement a pour but de sassurer que le site raccorder ne va pas perturber les missions du signal tarifaire et conduire un affaiblissement intolrable du taux du signal tarifaire sur les barres du poste source de raccordement. Les taux limites prendre en compte sont ceux des arrts ministriels traitant du raccordement des producteurs adapts au niveau de taux (1/2 taux) et aux frquences dmissions spcifiques utiliss SRD. Les frquences dmissions utilises par SRD mis ltude : - 167 Hz taux, - 217 Hz taux.

12.1 HYPOTHESES

Il est ncessaire de prendre en compte les installations de production dans les calculs. Avant raccordement : - Installations couplage permanent : on prendra en compte toutes les

installations de production dj raccordes avant le 2 mai 1995 (date de publication du journal officiel de larrt du 14 avril 1995) en HTA sur le poste source : Installations non quipes de filtre : toutes ces installations doivent tre

prises en compte dans cette tude sauf sil sagit dinstallations couplage fugitif ou dinstallations raccordes dans le poste source en amont de linjection 167 et 217 Hz,

Installations quipes dun filtre passif : ces installations doivent tre prises en compte. Elles doivent tre modlises avec leur filtre passif afin de tenir compte de son effet,

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Installations quipes dun filtre actif : ces installations ne doivent pas tre prises en compte. La compensation assure par les filtres actifs devant tre totale.

- Installations couplage fugitif : ces installations ne doivent pas tre prises en

compte. Compte tenu de la courte dure pendant laquelle celles ci sont couples au rseau, elles sont considres sans effet sur le signal tarifaire.

Aprs raccordement : - Installations couplage permanent : on prendra en compte toutes les

installations de production dj raccordes sur le poste source (avant et aprs le 2 mai 1995), et les installations prsentes dans la file dattente et antrieures linstallation tudie. Les autres rgles de prise en compte des installations en couplage permanent sont identiques.

- Installations couplage fugitif : ces installations ne doivent pas tre prises en compte. Compte tenu de la courte dure pendant laquelle celles ci sont couples au rseau, elles sont considres sans effet sur le signal tarifaire.

Pour les installations de production oliennes quipes darognrateurs de la famille 4 : La gnratrice alternative est modlise par une gnratrice asynchrone en utilisant sa puissance nominale : Sn, le rapport Id/In et cos sont calculs partir des impdances de la modlisation de la machine) et le cosd au dmarrage avec en amont un transformateur de dbit de linstallation. On modlise chaque arognrateur en prenant les caractristiques de la machine tournante fournies sans les ventuelles gradins de condensateurs. Les seuils applicables : La mthode consiste comparer : - Dune part le aval (taux du signal tarifaire sur le jeu de barre HTA du poste

source) :

Sans linstallation de production tudie et sans les installations de production raccordes aprs le 2 mai 1995 (taux aval avant dans la suite du document),

Avec linstallation de production tudie et avec les installations de production raccordes aprs le 2 mai 1995 (taux aval aprs dans la suite du document).

- Dune part le amont (taux du signal tarifaire aux bornes HTB du transformateur

HTB/HTA du poste source) :

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Sans linstallation de production tudie et sans les installations de production raccordes aprs le 2 mai 1995 (taux amont avant dans la suite du document),

Avec linstallation de production tudie et avec les installations de production raccordes aprs le 2 mai 1995 (taux amont aprs dans la suite du document).

Avec une mission au taux nominal de 1,1 % au poste source; pour que le raccordement du producteur sans filtre soit autoris, il faut que :

[aval aprs 0,685% ou (aval avant - aval aprs) 0.015%]

et

[amont aprs 0,215% ou (amont aprs - amont avant) 0.015%]

Dans tout autre cas, un filtre est ncessaire. Dtermination de la solution de raccordement : Pour dterminer sil est ncessaire de demander au producteur dinstaller ses frais un filtre, les comparaisons sont faire selon les hypothses dtude suivantes : - Le rseau HTB sa puissance de court-circuit minimum, - En schma transformateur secourant, - Sans condensateur au poste (ou seulement ceux sans rgulation varmtrique

connects en permanence), - Les charges Pmax, - Les machines et filtres passifs des sites de production normalement coupls au

rseau.

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9 Dans toutes ces situations, le rseau HTA sera charg sa charge maximale P = 6 MW avec un tg = 0,4. Le rseau HTA sera dans son schma normal. Les batteries de condensateurs du poste source seront supposes non connectes. La Pcc HTB est suppose minimale c'est dire gale 152 MVA.

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Les calculs sont effectus avec un transformateur de 20 MVA et une production de 6 MW.

Frquence 167 Hz taux 217 Hz taux

olienne en service 0,257 % 0,276 % Taux amont olienne hors service 0,198 % 0,246 %

olienne en service 0,664 % 0,651 % Taux aval

olienne hors service 0,985 % 0,948 %

Lorsque les oliennes sont en service, les taux TCFM sont tels que : amont aprs (0,257 en 167 Hz) est > 0,215% rgle non respecte amont aprs (0,276 en 217 Hz) est > 0,215% rgle non respecte aval aprs (0,664 en 167 Hz) est < 0,685 % rgle non respecte aval aprs (0,651 en 217 Hz) est < 0,685 % rgle non respecte

Par ailleurs la rgle nest pas respecte :

En 167Hz:(amont aprs - amont avant)=0,257 0,198=0,059 est suprieur 0,015% En 217Hz:(amont aprs - amont avant)= 0,276 0,246 = 0,03 est suprieur 0,015% En 167Hz:(aval avant - aval aprs) = 0,985 0,664 = 0,321 est suprieur 0.015% En 217Hz:(aval avant - aval aprs) = 0,948 0,651 = 0,297 est suprieur 0.015%

Ces deux simulations dmontrent que si les oliennes devaient tre raccordes sur un dpart au poste source, en aval des TI dinjection, la transmission tarifaire serait altre. Il serait alors ncessaire dquiper linstallation de production dun filtre actif au niveau du poste de livraison.


Le raccordement du parc olien devra prvoir un filtre actif de protection de la transmission tarifaire pour les deux frquences en 167 Hz taux et 217 Hz taux.

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13 PROTECTION DE DECOUPLAGE

Cette tude a pour objet de valider le type de protection de dcouplage propos par le producteur et les seuils de rglage des relais.

13.1 CONTEXTE REGLEMENTAIRE

Dans le cas o une installation interne comporte une source autonome alors la section 435 de la norme NF C 13-100 simpose. Les rgles prvues sont :

soit une disposition des installations, telle que la source autonome ne puisse en aucun cas fonctionner en parallle avec le rseau dalimentation,

soit une protection de dcouplage, dtermine en accord avec le Distributeur, ayant pour but dinterrompre le fonctionnement en parallle lors dun dfaut sur le rseau dalimentation. Dans ce cas, la commande de lorgane assurant le dcouplage doit se faire minimum de tension.

Le rglage de la protection effectu par le Distributeur, les circuits de mesure, les circuits auxiliaires et le rglage des protections doivent tre rendus inaccessibles lutilisateur (producteur) par plombage ou tout autre systme.

Les protections de dcouplage des centrales de production autonome assurent le bon fonctionnement du plan de protection en dtectant les dfauts disolement et les marches en rseau spar avec ou sans dfaut.

En complment aux arrts ministriels, un texte est actuellement en vigueur pour la dfinition des protections de dcouplage :

Rfrentiel technique dEDF NOP-RES_82E Chapitre B 61.41 du GTDE relatif la protection des sources autonomes. UTE C 15-400 relatif au raccordement des gnrateurs dnergie lectrique dans

les installations alimentes par un rseau public de distribution.

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13.2 ROLE DE LA PROTECTION DE DECOUPLAGE

Pour rappel, une protection de dcouplage doit assurer la dtection des situations suivantes :

Dfaut monophas (phase / terre) sur le rseau HTA de Distribution Publique, Dfaut polyphas (biphas et/ou triphas) sur le rseau HTA de Distribution

Publique,

Fonctionnement anormal en rseau spar sans dfaut d la perte du rseau HTB ou du rseau HTA.

La protection de dcouplage na pas pour rle de dtecter les dfauts monophass ou polyphass affectant le rseau HTB.

Afin de rpondre aux exigences ci-dessus, diffrentes grandeurs physiques ou changements dtat peuvent tre observs.

Ces diffrents critres sont :

une tlaction (TGS), des relais de protection bass sur la mesure de la tension.

13.3 INSERTION DES PROTECTIONS DE DECOUPLAGE

La protection de dcouplage doit tre installe dans le poste de livraison ou proximit immdiate. Dans tous les cas, elle sera accessible en permanence au Distributeur pour les besoins de lexploitation.

Les rglages des relais et les raccordements correspondant la protection de dcouplage doivent tre rendus inaccessibles au Producteur. A cet effet, les botiers de relais ou lensemble des tiroirs modulaires, ainsi que les borniers sont normalement placs dans un coffret plombable par le Distributeur.

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13.4 APPAREIL DE DECOUPLAGE PRECONISE

La protection de dcouplage, lors dune anomalie externe linstallation, doit sparer la centrale de production du rseau de distribution publique. Elle commande cet effet louverture dun organe de coupure qui est dsign par appareil de dcouplage .

Les appareils suivants peuvent tre utiliss : disjoncteur HTA, combin interrupteur-fusibles HTA, contacteur HTA, disjoncteur BT, contacteur BT.

Lappareil de dcouplage doit pouvoir : tenir le courant maximal de court-circuit fourni par la centrale de production pendant le

temps de rponse de la protection de dcouplage, le couper lissue de ce temps, tenir le courant de court-circuit correspondant la PCC maximale du rseau au point

de livraison.

Le choix doit galement prendre en compte la frquence des manuvres de dcouplage pour satisfaire aux exigences du Producteur ou du rseau.

Si le disjoncteur de livraison (protection NF C 13-100) assure la fonction dappareil de dcouplage, il doit tre dun type approuv par le Distributeur

Lappareil de dcouplage peut tre distinct de lappareil de protection gnrale HTA prescrit par la norme NF C 13-100.

Lemplacement de lappareil de dcouplage doit tre tel que son ouverture : garantit la sparation entre linstallation de production et le rseau du Distributeur, soit sans effet sur lalimentation :

des circuits de mesure du comptage, des relais de la protection de dcouplage, des circuits auxiliaires de ces relais et de la commande de lappareil de

dcouplage, si elle est courant alternatif,

Lappareil de dcouplage est normalement unique.

Lorgane de couplage est gnralement diffrent de lappareil de dcouplage.

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13.5 CHAINE DE DECOUPLAGE

La chane de dclenchement comporte : la chane de contact de la protection de dcouplage le relais auxiliaire de dcouplage la liaison entre le relais auxiliaire et la bobine de dclenchement la bobine de dclenchement

Le relais auxiliaire de dcouplage a pour rle : dadapter le pouvoir de coupure du contact aux caractristiques de la bobine

douverture de lappareil de dcouplage, en particulier dans le cas o cet appareil est un contacteur

ventuellement, de commander plusieurs appareils de dcouplage.

Le relais auxiliaire et la bobine de dclenchement doivent fonctionner manque de tension, que lalimentation auxiliaire soit courant alternatif ou courant continu.

Les relais de mesure, la chane de contact, le relais auxiliaire de dcouplage doivent tre aliments par la mme alimentation protge (sans autre protection divisionnaire).

Le relais auxiliaire de dcouplage se situe obligatoirement dans larmoire protection de dcouplage.

La liaison entre le relais auxiliaire de dcouplage et la bobine de dclenchement est constitue dun cble ddi sans point de coupure accessible. Les circuits dalimentation et douverture doivent tre galement rendus inaccessibles lutilisateur (article 435 norme NF C 13-100) . Dans le cas contraire, on sexpose un risque dinhibition suite une intervention sur cette liaison.

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13.6 DESCRIPTION DE LA PROTECTION PRECONISEE

La protection de dcouplage prconise pour linstallation de production est une protection de type H.5 dont la description est indique ci-dessous.

Nota : Si par la suite, le dpart HTA devait subir une augmentation de puissance (du fait de laugmentation de puissance du parc actuel ou du raccordement dun autre producteur), SRD se verrait dans lobligation de prconiser vraisemblablement pour la prsente production, une protection de type H4. Dans ce cas, il serait alors ncessaire de prvoir entre le poste source et le poste de livraison, la mise en place dun fourreau avec Fibre Optique afin dassurer un fonctionnement par tlaction.

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Au poste source

Afin dviter les faux couplages, linstallation sur la cellule dpart ddi la production au poste source doit tre complte par la mise en place dun relayage prsence tension. Ce relayage doit tre rgl 20% de Vm.

Par ailleurs, afin dviter les dclenchements par sympathie, une protection directionnelle de phase doit tre installe sur le dpart HTA au poste source de LUSIGNAN.

En effet, le raccordement des producteurs autonomes sur des dparts de postes HTB / HTA pose des problmes de dtection de dfauts. Lors de l'apparition d'un dfaut biphas ou triphas sur un dpart voisin, le producteur autonome alimente le dfaut et provoque un dclenchement anormal du dpart sur lequel il est raccord. Il peut galement, lors d'un dfaut barres affectant le poste source, verrouiller de manire errone la protection de barres (PJB). On peut remdier ces problmes en quipant le dpart HTA du producteur autonome avec une protection Directionnelle de Phase. Cette protection permet de dtecter le sens de circulation des courants de dfaut et d'envoyer au contrle commande les informations de verrouillage, afin d'viter les dclenchements non justifis.

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Type de protection : H.5

Protection complmentaire Relais Mesure Rglage Action

Dtection des dfauts monophass

Maxi de V0 V0 10%Vn temporiset0 + 0,5 s

Dtection des dfauts polyphass

Mini de U 3 tensions composes 85% Umtemporiset1 + 0,5 s

Creux de tension de forte amplitude

(dsynchronisation) Mini de U1 3 tensions composes 25% Um instantane

Mini de U 3 tensions composes 85% Umtemporiset1 + 0,5 s

Max de U 1 tension compose 115% Um 0,2s

Mini de f 1 tension compose 47,5 Hz temporiset1 + 0,5 s

Marche en rseau spar

Maxi de f 1 tension compose 51 Hz temporiset1 + 0,5 s

t0 : temporisation la plus leve des protections homopolaires des dparts HTA t1 : temporisation la plus leve des protections phases des dparts HTA

La protection de type H.5 est bien adapte au cas du projet olien de SERGIES car elle permet :

9 la suppression presque totale des dcouplages injustifis, 9 les dcouplages sont fiables, 9 ce type de protection est adapt aux dparts ddis.

Le systme de mesure et de protection devra aussi comprendre une protection gnrale type C13-100 pour neutre impdant et compens (appel le devenir moyen terme), constitue :

Nota : le relais raccord sur les mmes phases que le relais de frquence assure le dcouplage en dessous

du domaine de fonctionnement en tension de ce dernier

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wattmtrique homopolaire (PWH2)

un relais ampremtrique maximum de courant,

13.7 ELABORATION DE L'ORDRE DE DECOUPLAGE

Dans le cadre de cette tude, la puissance globale de production au poste source tant infrieure 12 MW, aucune tude de dcouplage nest mener.

14 COMPTAGES

14.1 COMPTAGE DE PRODUCTION

Afin de limiter le risque devoir payer des pnalits dnergie ractive, le producteur sengage injecter une puissance ractive sous une tangente phi comprise entre 0 et + 0,15 (cf. 7)

14.2 COMPTAGES DES AUXILIAIRES

Comptage des auxiliaires au Poste De Livraison

La consommation maximale des auxiliaires d'une olienne est de 59 KW, auxquels il faut ajouter environ 3,9 kW pour les pertes fer du transformateur de dbit (les pertes cuivre dues l'intensit appele par les auxiliaires sont ngliges).

Pour l'ensemble des 3 oliennes d'un parc de 6 MW, la puissance maximale totale appele par les auxiliaires est donc de 189 kW.

Or la puissance souscrite minimale au Poste De Livraison (TC de 200 A, classe 0,2s) est de 138 kW avec un modle ICE. En phase de non-production, si on est infrieur 138 KW, on ne va rien pouvoir enregistrer au niveau du comptage HTA.

Le matriel de comptage au Poste De Livraison est donc inadapt pour les auxiliaires.

Cependant, un contrat de soutirage de 65 kW, correspondant environ 35% de la Pmax cumule, devra tre souscrit en phase de non production, celui-ci sera rajust en fonction des Pmax atteintes.

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Comptage des auxiliaires pour chaque olienne

L'ide de compter la consommation des auxiliaires pour chaque olienne est sduisante car on imagine qu'il suffira de retrancher cette consommation de l'nergie produite pour tablir la facturation.

Or, le comptage de l'nergie produite est effectu au Poste De Livraison. En priode de production, l'nergie consomme par les auxiliaires est dj "naturellement soustraite" puisque les oliennes couvrent tout ou une partie des besoins des auxiliaires.

Par rapport au dnivel de puissance entre la puissance maximale de production et la puissance des auxiliaires, qui seront aliments par le rseau de distribution en dehors des priodes de production, lnergie active consomme par les auxiliaires peut :

Etre enregistre par un ou des compteurs BT si les auxiliaires sont aliments par un circuit spar de la production ou raccord en amont,

Faire lobjet dune valuation forfaitaire.

Premier cas

Un comptage doit tre dispos au niveau de chaque arognrateur sur le circuit 690 ou 480 V qui assure lalimentation des auxiliaires. Le comptage est raccord par lintermdiaire de transformateurs de courant de classe 0,5 de transformateurs de tension monophas de classe 1.

Pour exploiter ces comptages, deux solutions sont envisageables : Asservir le circuit de mesure tensions des compteurs, par lintermdiaire dun

contacteur, la position de tous les appareils de couplages du site. Lorsquau moins un appareil de couplage est ferm, le circuit mesure des comptages est ouvert. Les consommations ainsi enregistres correspondent des priodes de non production.

Chaque comptage enregistre des points 10 en continu. A la fin dune priode

dfinie, les comptages des auxiliaires sont releves, leurs courbes de charge sont sommes et compares la courbe de charge de production du site.

Pour la courbe de charge rsultante des auxiliaires, seuls les points 10 retenus correspondent une production nulle (point 10 gal 0). Or, pour ce premier cas, il nexiste pas de comptage avec une tension dentre 480 V, par consquent cette solution ne peut tre retenue.

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Deuxime cas

Les consommateurs des auxiliaires sont estims selon la mthode de forfait. Le nombre dheures de fonctionnement de linstallation de production doit tre dfini ainsi que la puissance moyenne des auxiliaires. Cette approche vite les problmes lis la mise en place de comptages sur les circuits des auxiliaires et leur maintenance. Dans ce cas, un compteur consommation peut tre mis en uvre au niveau du poste de livraison pour surveiller dventuelles augmentations injustifies des consommations et qui ne correspondraient plus au forfait.

14.3. COMPTAGE AU POSTE SOURCE

Le comptage au poste source de LUSIGNAN mesurant le flux dnergie entre le rseau concd RTE et celui de SRD doit tre adapt pour mesurer le refoulement.

15 EXPLOITATION

Les postes de livraison des installations de production seront raccords en antenne au rseau de distribution HTA de SRD, sur dpart ddi issu du poste source de LUSIGNAN.

Dispositif dEchange dInformation et dExploitation (DEIE) :

En raison des puissances de production suprieures de 25% de la puissance maximale du dpart et afin de faciliter lexploitation de linstallation de production, le producteur mettra disposition du distributeur un bornier complet dinterface dentre, bornes sectionnables avec coupure visible du DEIE.

Lalimentation auxiliaire alternative monophase en 230 V de ce DEIE sera issue de linstallation du producteur. Le DEIE sera mis en location, le producteur versera SRD une redevance forfaitaire de location et dentretien de celui-ci.

La pose dun DEIE dans le poste de livraison, permettra au Bureau dInformation et de Conduite (BIC) de SRD de pouvoir automatiser lchange des informations afin de conduire et surveiller linstallation de production. La mise en uvre de cet quipement, permettra SRD de prendre des dispositions particulires d'exploitation en ralisant au travers de la protection de dcouplage, des oprations :

de mise En ou Hors service du RSE lors de travaux HTA sous tension. La commande distance de la mise en RSE de la protection de dcouplage est prioritaire sur la commande locale ralise par cl. La protection de dcouplage devra intgrer cette particularit de fonctionnement,

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de mise En ou Hors service de la tlaction, si elle existe, dautorisation de couplage de lunit de production formule par le distributeur, dordre de dcouplage, deffacement dune partie de la production ou rduction de la puissance de

production sur tlvaleur de consigne de puissance P0 et Q0,

de dcouplage instantan de lorgane gnral de coupure du poste de production pour des besoins de dcouplage durgence. Dans le cas o ce dcouplage instantan ne peut tre ralis directement sur lorgane gnral de coupure du poste de production, le producteur quipera la cellule arrive dune motorisation afin quelle puisse tre manuvrable distance pour des dispositions particulires dexploitation.

Des informations dtat du point de livraison de la production seront ncessaires :

Puissance active signe (positive si injecte au rseau et ngatif si soutire) au point de comptage. Cette valeur de puissance peut tre transmise directement par la centrale de production,

Puissance ractive signe (positive si injecte au rseau et ngatif si soutire) au point de comptage. Cette valeur de puissance peut tre transmise directement par la centrale de production,

Centrale indisponible (position mise lorsque la centrale est en retrait du rseau public de distribution, le distributeur ne peut pas compter sur la production),

Centrale couple/dcouple (position relle des diffrents organes de couplage et de dcouplage du site, la position couple est reue ds quau moins un gnrateur est coupl, la position est dcouple lorsque tous les gnrateurs sont dcoupls).

Qualimtrie :

Aucun dispositif de mesure de la qualit ne sera plac demeure dans le Poste de Livraison. Afin de valider le fonctionnement de la production sans risque de perturbation sur le rseau de distribution, des mesures de la qualit seront ralises par le Distributeur ds la mise en service de lunit de production. Par ailleurs, afin de pouvoir surveiller la qualit de fourniture des units de production, des mesures seront ralises ponctuellement par le Distributeur au niveau du poste de livraison.

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Toute pollution du rseau de distribution gnre par linstallation de production, dpassant les valeurs rglementaires dfinies dans la norme EN 50-160, conduira larrt complet de la production.

La mesure de la qualit tant ralise de faon ponctuelle, aucune redevance forfaitaire de location et dentretien de cet appareil ne sera demande au Demandeur.

Lignes tlphoniques

Afin de satisfaire aux conditions de tlrelve des compteurs et du DEIE, le producteur devra mettre disposition de SRD deux lignes tlphoniques dans le poste de livraison. Le couplage de linstallation au Rseau Public de Distribution ne sera autoris quaprs signature dune convention dexploitation entre le demandeur ou son reprsentant et SRD. Cette convention dfinit et prcise les rgles dexploitation de linstallation de production, tant en rgime normal quen rgime perturb, les relations dexploitation entre les deux parties, en cohrence avec lexploitation du rseau public de distribution.

Toutes ces dispositions seront prcises dans la convention dexploitation.

16 CONCLUSIONS

La ralisation de ce projet nentrane pas de contraintes importantes par rapport aux diffrents points tudis. Rappelons les points les plus importants tenir compte :

- afin danticiper les contraintes de transit et optimiser la gestion des rserves et des marges de production, RTE souhaite raliser lobservabilit du parc olien au niveau du rseau HTB (cf. 1),

- le secours transformateur est non garanti et non prenne (cf. 3),

- les protections places dans le poste de livraison de production devront tre compatibles avec une volution vers un rgime de neutre compens (cf. 4),

- il appartient au producteur olien de sassurer que la tension maximale de 20933 V environ nest pas dommageable pour ses installations (cf. 7),

- le producteur mettra en uvre un dispositif squenc de mise sous tension

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des transformateurs lvateurs des arognrateurs suite une remise en service du site. De plus, la mise sous tension dun transformateur produit un -coup de tension suprieur 5%, ce qui ne permet pas daccepter le raccordement en ltat. Le producteur fournira donc de nouvelles caractristiques de transformateur avec un courant denclenchement sur courant nominal gal 5 p.u (cf. 11),

- le raccordement dinstallation de production nest possible qu'avec un dispositif spcifique de filtrage par la mise en place dun filtre actif de protection de la transmission tarifaire pour les deux frquences en 167 Hz taux et 217 Hz taux (cf. 12),

- La protection de dcouplage prconise pour linstallation de production est une protection de type H5. Si par la suite, le dpart HTA devait subir une augmentation de puissance (du fait de laugmentation de puissance du parc actuel ou du raccordement dun autre producteur), SRD se verrait dans lobligation de prconiser vraisemblablement pour la prsente production, une protection de type H4. Dans ce cas, il serait alors ncessaire de prvoir entre le poste source et le poste de livraison, la mise en place dun fourreau avec Fibre Optique afin dassurer un fonctionnement par tlaction (cf. 13),

- Souscription dun contrat de soutirage de 65 kW correspondant environ 35% de la puissance cumule par les auxiliaires en priode de non production (cf. 14)

- le comptage au niveau du poste source entre les installations de RTE et SRD doit tre adapt pour mesurer lnergie refoule (cf. 14),

- en terme dexploitation : mise en place dun Dispositif dEchange dInformation et dExploitation (cf. 15),

- mise disposition pour SRD de deux lignes tlphoniques pour le site de production (cf. 15).

Il appartient au producteur de se prononcer sur ces contraintes.

Toutes les modifications apportes ce projet par le producteur feront lobjet dune validation par SRD.

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ANNEXE 1

SHEMA DE PRINCIPE

POSTE SOURCE DE LUSIGNAN

SITUATION EXISTANTE

MINIERES

Vers U.A68

167 Hz

T41290/20kV20 MVA

167 Hz

T41190/20kV20 MVA

Sect.Aiguil.4021

Disj. 4020

Vers U.A68

Sect.Aiguil.4011

Disj.4010

Arrive T 411

Lusigna n

Secours Pinterie

Shunt

Arrive T 412Couplage

CondensateursT411

Condensateurs t412

Sanxay

Celles l'Evescault

Reserve TT en NC

RouillPont de Barres

2

1

3

4

5

6

10

11

12

13

14

15

16

17

Georginire

7

8

9

Jazeneuil

Sectionnement

GR1 GR2

GR1GR2

Pont de Barres

RPN 40

BPN j40

RPN 40

BPN j40

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SITUATION FUTURE

MINIERES

Vers U.A68

167 Hz

T41290/20kV20 MVA

167 Hz

T41190/20kV20 MVA

Sect.Aiguil.4021

Disj. 4020

Vers U.A68

Sect.Aiguil.4011

Disj.4010

Arrive T 411

Lusigna n

Secours Pinterie

Shunt

Arrive T 412Couplage

CondensateursT411

Condensateurs t412

Sanxay

Celles l'Evescault

Rserve TT en NC

RouillPont de Barres

2

1

3

4

5

6

10

11

12

13

14

15

16

17

Georginire

7

8

9

Jazeneuil

Sectionnement

GR1 GR2

GR1GR2

Pont de Barres

RPN 40

BPN j40

RPN 40

BPN j40

18

Dpart ddi olien SERGIES

7-Etude Detaillee Du Raccordement Du Projet Eolien SERGIES Lusignan

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