Réseau électrique : détermination dynamique de la demande en réserve de puissance
Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour l’énergie éolienne et de génie des systèmes énergétiques (IWES) de Kassel (Hesse), en partenariat avec le gestionnaire de réseaux TenneT TSO GmbH, souhaitent développer une nouvelle méthode de dimensionnement journalier de la demande en réserve de puissance [1] sur le réseau électrique. Ce nouveau procédé permettra entre autres d’inclure au dimensionnement des prévisions d’injection d’électricité d’origines éolienne et photovoltaïque. Ceci permettra de rendre ledit dimensionnement plus sûr et plus rentable, en particulier dans le cas d’une forte proportion d’énergies renouvelables. Le projet, qui se déroule de 2013 à 2015, est financé par le Ministère fédéral de l’environnement (BMU).
Les gestionnaires du réseau de transport (GRT) sont responsables de l’exploitation sûre et fiable du réseau électrique. Une de leurs fonctions consiste en la tenue de la fréquence, qui permet de minimiser les déséquilibres entre consommation et production d’électricité de manière à maintenir la fréquence du réseau ciblé. Dans cet objectif, les quatre gestionnaires du réseau de transport allemand se procurent une réserve de puissance sous la forme de réserves primaire, secondaire et tertiaire, qui se différencient entre autres par leur temps d’activation (30 secondes, 5 minutes et 15 minutes). La taille de la réserve de puissance à disposition est alors cruciale.
La taille de la réserve primaire disponible est établie à l’échelle européenne par des directives de l’ENTSO-E (Réseau européen des gestionnaires de réseau de transport d’électricité). La détermination de la demande en réserves secondaire et tertiaire est toutefois, en Allemagne, déterminée trimestriellement par les GRT par une application du procédé dit de Graf-Haubrich. L’idée de ce procédé est que les différentes erreurs qui peuvent mener à une demande en réserve de puissance peuvent être reliées par une fonction de répartition d’erreur globale, grâce à laquelle la demande en réserve de puissance peut être lue. Cependant, un inconvénient de cette méthode réside dans le fait que les proportions variables d’énergie éolienne et solaire, qui engendrent des besoins différents en termes de réserve de puissance, ne sont pas prises en compte. « Outre le développement des énergies renouvelables, l’adaptation de la gestion du réseau est essentielle pour une mise en oeuvre réussie de la transition énergétique », explique Kurt Rohrig, directeur du secteur d’économie énergétique et de gestion des réseaux au Fraunhofer IWES.
Une détermination quotidienne de la demande en réserve de puissance, tenant compte des prévisions disponibles pour le lendemain, pourrait conduire en moyenne à une demande significativement inférieure en réserve de puissance. « Les coûts des réserves secondaire et tertiaire en 2011 en Allemagne étaient de 476 millions d’euros ; nous nous attendons donc à d’importantes économies », a déclaré le chef du projet à l’IWES, Mark Speckmann. En outre, des situations critiques semblables au début d’année 2012, lorsque de basses températures ont conduit à un besoin accru en réserve de puissance, pourraient être évitées grâce à la détection précoce et à l’acquisition de plus de réserve de puissance ; ainsi la stabilité du réseau pourrait être améliorée.
Dans cet objectif, le consortium composé de l’Institut Fraunhofer IWES et de l’entreprise TenneT entend développer, dans le cadre de ce nouveau projet de recherche, une méthode permettant un dimensionnement quotidien de la demande en réserves secondaire et tertiaire. Pour déterminer la distribution de la demande totale en réserves secondaire et tertiaire, une décision automatisée pour l’appel à la réserve tertiaire sera également développée (l’appel se fait habituellement manuellement). En outre, le comportement des différentes catégories de zones d’équilibrage seront étudiées, car celui-ci a un impact significatif sur la demande en énergie de compensation, et donc indirectement sur la demande en réserve de puissance.
[1] La réserve de puissance, ou réserve d’exploitation, est la capacité de production disponible pour le gestionnaire du réseau dans un intervalle de temps limité afin de satisfaire la demande en cas d’arrêt d’une unité de production ou d’une rupture dans la fourniture d’électricité, ou encore d’un pic de la demande.
Pour en savoir plus, contacts :
Dipl.-Ing. Markus Speckmann, chef du projet « Détermination dynamique de la demande en réserve de puissance », secteur d’économie énergétique et de gestion des réseaux, Institut Fraunhofer IWES – tél. : +49 561 7294-273 – email : markus.speckmann@iwes.fraunhofer.de
Sources :
« Dynamische Bestimmung des Regelleistungsbedarfs im Stromnetz », communiqué de presse de l’Institut Fraunhofer IWES – 22/04/2013 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/UQJar
Rédacteurs :
Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/