Étude des émissions harmoniques pour le raccordement d une production décentralisée en HTA

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1 Directio Techique Étude des émissios harmoiques pour le raccordemet d ue productio Idetificatio : Versio : 4 Nb. de pages : 8 Versio Date d applicatio Nature de la modificatio Aule et remplace 1 09/09/2005 Créatio 2 09/10/2006 Chagemet d idetité visuelle 3 01/03/2008 Prise e compte de l idetité visuelle d ERDF NOP-RES_40E 4 Prise e compte de la ouvelle déomiatio sociale d Eedis ERDF-PRO-RES_13E Résumé / Avertissemet Ce documet décrit l étude des émissios harmoiques pour le raccordemet d ue productio. Page : 1/8 Eedis - Tour Eedis 34 place des Corolles Paris La Défese Cedex eedis.fr SA à directoire et à coseil de surveillace Capital de euros R.C.S. de Naterre Eedis est certifié ISO pour l eviroemet Copyright Eedis 2017

2 SOMMAIRE 1. Objet de l étude Seuils applicables Méthode Site éolie Critère de déclechemet de l étude Doées d etrée Calcul des taux d émissio des courats harmoiques d u Site Cas où le Site est composé d aérogéérateurs idetiques S il s agit d électroique de puissace à thyristors S il s agit d électroique de puissace à IGBT Cas où le Site est composé de groupes d aérogéérateurs différets Calcul préalable du courat émis par chaque groupe sur chacu des rags Somme des courats émis par chaque groupe sur chacu des rags Calcul des taux émis par le Site sur chacu des rags Loi de sommatio issue des ormes CEI et CEI Site o éolie Critère de déclechemet de l étude Doées d etrée Calcul des taux d émissio des courats harmoiques d u Site Cas où le Site est composé d oduleurs idetiques S il s agit d électroique de puissace à thyristors S il s agit d électroique de puissace à IGBT Cas où le Site est composé de groupes d oduleurs différets Calcul préalable du courat émis par chaque groupe sur chacu des rags Somme des courats émis par chaque groupe sur chacu des rags Calcul des taux émis par le Site sur chacu des ra Loi de sommatio issue de la orme CEI Page : 2/8

3 1. Objet de l étude L objet de l étude est de vérifier que les ijectios e courat harmoique d u Site e dépasset pas les limites réglemetaires fixées par l arrêté du 17 mars Seuils applicables Les limites d émissio e courat sot issues de l arrêté du 17 mars 2003 relatif aux coditios techiques de raccordemet au Réseau Public des Istallatios de Productio autoome d éergie électrique. Le gestioaire d'ue Istallatio de Productio dot la puissace de raccordemet est supérieure à 100 kva doit limiter les courats harmoiques ijectés sur ce réseau. Les limites sot détermiées au prorata de la puissace apparete maximum de l Istallatio de Productio Pref. A chaque harmoique de rag est associé u coefficiet de limitatio k. Le gestioaire de l'istallatio doit limiter ses courats harmoiques à la valeur : P ref I h k où Uc est la valeur de la tesio cotractuelle, P ref la puissace apparete maximum de l Istallatio de Productio 3U C Le tableau ci-dessous doe la valeur de k e foctio du rag de l harmoique : Rags impairs k Rags pairs k (%) 3 4,0% 2 2,0% 5 et 7 5,0% 4 1,0% 9 2,0% > 4 0,5% 11 et 13 3,0% > 13 2,0% 3. Méthode Il s agit de calculer les taux de courats harmoiques au Poit de Livraiso, du rag 2 au rag 50, émis par le Site à partir des émissios idividuelles de chaque aérogéérateur/oduleur 1. Le Site e peut être raccordé e l état si la limite admissible est dépassée sur u ou plusieurs des rags compris etre le rag 2 et le rag 25. Le producteur doit (aucue solutio réseau e permettat de lever cette cotraite) : soit effectuer u meilleur réglage de la commade de l électroique de puissace (EP), soit mettre e œuvre u système de filtrage actif ou passif au iveau de chaque aérogéérateur/oduleur, soit mettre e œuvre u système de filtrage actif ou passif cetralisé au iveau du Site. S il choisit de mettre e œuvre l ue des deux premières solutios, le producteur doit fourir les ouveaux taux maximums de courats harmoiques ijectés e sortie d aérogéérateur/oduleur du rag 2 au rag 50 afi qu ue ouvelle vérificatio soit effectuée. S il choisit la troisième solutio, le producteur s egage das la Covetio de Raccordemet : à la mise e e œuvre d u système de filtrage actif ou passif cetralisé au iveau du Site, 1 Par aérogéérateur, ous etedos l iterface à base de l électroique de puissace géérat des harmoiques au iveau de l éoliee et par oduleur l iterface à base de l électroique de puissace géérat des harmoiques au iveau d u autre module de productio. Page : 3/8

4 à la garatie de maitie des iveaux d émissios e courats harmoiques du Site du rag 2 au rag 25 iférieures aux limites admissibles. 4. Site éolie 4.1. Critère de déclechemet de l étude L étude est à réaliser que pour les fermes éoliees comportat au mois u aérogéérateur de la famille 4, 4bis, 5, 5bis, 5ter ou 6. Ces familles sot défiies das le documet «Mode d emploi des Fiches de Collectes de reseigemets». L ijectio e courat harmoique des machies sychroes ou asychroes sas électroique de puissace couplée e permaece au réseau peut être cosidérée comme égligeable Doées d etrée Les taux maximums de courats harmoiques ijectés e sortie d aérogéérateur sot calculés du rag 2 au rag 50 coformémet à la orme CEI ou la recommadatio allemade VWEW 2 pour chaque type d aérogéérateur de famille 4, 4bis, 5, 5bis, 5ter ou 6 composat la ferme. Ue valeur doit être idiquée pour chaque rag du rag 2 au rag 50 évetuellemet la valeur «0» le cas échéat. Si tel est pas le cas, l étude «Harmoiques» e peut être réalisée et les coclusios de l étude de raccordemet e peuvet être redues. Le taux cosidéré est le rapport e % etre la valeur du courat harmoique de rag h (Ih) et la valeur du courat omial (I) S de l aérogéérateur : I, S état la puissace istallée apparete des géérateurs électriques. aérogéérateur 3U aérogéérateur Le taux cosidéré est ue valeur moyee 10 m. Le taux cosidéré est le taux maximum apparaissat quel que soit le iveau de charge de l aérogéérateur Calcul des taux d émissio des courats harmoiques d u Site Remarque : les calculs suivats s appliquet pour des iveaux harmoiques mesurés e sortie aérogéérateurs Cas où le Site est composé d aérogéérateurs idetiques S il s agit d électroique de puissace à thyristors La commutatio de ce type d électroique de puissace état assistée (ouverture possible des thyristors uiquemet au passage de la tesio à 0), les courats harmoiques émis par chaque aérogéérateur peuvet avoir le même déphasage par rapport au fodametal. Pour estimer la valeur des courats harmoiques émis au iveau du Site, il coviet de faire la somme algébrique de ces courats sur chaque rag. Les taux d émissio des courats harmoiques du Site sot égaux aux taux émis par u seul aérogéérateur : Taux site rag h = Taux aérogéérateur rag h S il s agit d électroique de puissace à IGBT 3 La commutatio de ce type d électroique de puissace état forcée (ouverture, fermeture possible des trasistors à importe quel momet), les courats harmoiques émis par chaque aérogéérateur aurot pas le même déphasage par rapport au fodametal. Pour estimer la valeur des courats harmoiques émis au iveau du Site il coviet doc de teir compte de ce foisoemet. La loi de sommatio est appliquée selo les ormes CEI et CEI (voir 4.3.3). 2 Recommadatio allemade: "Eigeerzugugsalage am mittelspaugetz" 2. Ausgabe 1998 VWEW 3 Isulate Gate Bipolar Trasistor Page : 4/8

5 Ce qui doe pour les taux d émissio des courats harmoiques du Site (comme les aérogéérateurs sot idetiques) : Taux site rag h = ^((1/β)-1) x Taux aérogéérateur rag h Cas où le Site est composé de groupes d aérogéérateurs différets Calcul préalable du courat émis par chaque groupe sur chacu des rags Le calcul doit être réalisé à la tesio omiale de livraiso : a) S il s agit d électroique de puissace à thyristors : I h groupe = x I h aérogéérateur ombre d aérogéérateurs du groupe I h aérogéérateur = I aérogéérateur x Taux aérogéérateur rag h x U aérogéérateur / U PdL b) S il s agit d électroique de puissace à IGBT : I h groupe = ^(1/β)x I h aérogéérateur ombre d aérogéérateurs du groupe I h aérogéérateur = I aérogéérateur x Taux aérogéérateur rag h x U aérogéérateur / U PdL Somme des courats émis par chaque groupe sur chacu des rags Le calcul doit être réalisé à la tesio omiale de livraiso. Les courats émis par les groupes de machies à d électroique de puissace (EP) à thyristors doivet être sommés algébriquemet sur chacu des rags : I h groupes «EP thyristors» = I h groupe 1 + I h groupe 2 + I h groupe 3 Les courats émis par chaque groupe de machies à électroique de puissace à IGBT doivet être sommés sur chacu des rags e appliquat la loi de sommatio issue des ormes CEI et CEI : I h groupes «EP IGBT» = ((I h groupe 1)^β + (I h groupe 2)^β + (I h groupe 3)^β )^(1/β) β = 1 des rags 2 à 4, β = 1 = 1.4 des rags 5 à 10, β = 1 = 2 des rags 10 à 50. Efi les courats émis par l esemble des groupes de machies à d électroique de puissace à thyristors et par l esemble des groupes de machies à d électroique de puissace à IGBT doivet être sommés sur chacu des rags e appliquat la loi de sommatio issue des ormes CEI et CEI : I h site = ((I h groupes «EP thyristors»)^β + (I h groupes «EP IGBT»)^β)^(1/β) Calcul des taux émis par le Site sur chacu des rags Taux site rag h = I h site / I site Page : 5/8

6 Loi de sommatio issue des ormes CEI et CEI I h I h,i i 1 (e ampères) avec : ombre d aérogéérateurs et β foctio du rag h Rag d harmoique β h < < ou = h > ou = h > Site o éolie 5.1. Critère de déclechemet de l étude L étude est à réaliser que pour les Sites o éolies comportat de l électroique de puissace couplée e permaece Doées d etrée Les taux maximums de courats harmoiques ijectés e sortie d aérogéérateur sot calculés du rag 2 au rag 50. Ue valeur doit être idiquée pour chaque rag du rag 2 au rag 50, le cas échéat la valeur «0». Si tel est pas le cas, l étude «Harmoiques» e peut être réalisée et les coclusios de l étude de raccordemet e peuvet être redues. Le taux cosidéré est le rapport e % etre la valeur du courat harmoique de rag h (Ih) et la valeur du courat omial (I) S de l oduleur : I, S état la puissace apparete omiale de l oduleur. oduleur 3U oduleurr Le taux cosidéré est ue valeur moyee 10 m Calcul des taux d émissio des courats harmoiques d u Site Cas où le Site est composé d oduleurs idetiques S il s agit d électroique de puissace à thyristors La commutatio de ce type d électroique de puissace état assistée (ouverture possible des thyristors uiquemet au passage de la tesio à 0), les courats harmoiques émis par chaque oduleur peuvet avoir le même déphasage par rapport au fodametal. Pour estimer la valeur des courats harmoiques émis au iveau du Site il coviet doc de faire la somme algébrique de ces courats sur chaque rag. Les taux d émissio des courats harmoiques du Site sot doc égaux aux taux émis par u seul oduleur : Taux site rag h = Taux oduleur rag h S il s agit d électroique de puissace à IGBT La commutatio de ce type d électroique de puissace état forcée (ouverture, fermeture possible des trasistors à importe quel momet), les courats harmoiques émis par chaque oduleur aurot pas le même déphasage par rapport au fodametal. Pour estimer la valeur des courats harmoiques émis au iveau du Site il coviet doc de teir compte de ce foisoemet. La loi de sommatio est appliquée selo la orme CEI (voir 4.3.3). Page : 6/8

7 Ce qui doe pour les taux d émissio des courats harmoiques du Site (comme les oduleurs sot idetiques) : Taux site rag h = ^((1/β)-1) x Taux oduleur rag h Cas où le Site est composé de groupes d oduleurs différets Calcul préalable du courat émis par chaque groupe sur chacu des rags Le calcul doit être réalisé à la tesio omiale de livraiso : a) S il s agit d électroique de puissace à thyristors : I h groupe = x I h oduleur ombre d oduleurs du groupe et I h oduleur = I oduleur x Taux oduleur rag h x U oduleur / U PdL b) S il s agit d électroique de puissace à IGBT : I h groupe = ^(1/β) x I h oduleur ombre d oduleurs du groupe I h oduleur = I oduleur x Taux oduleur rag h x U oduleur / U PdL Somme des courats émis par chaque groupe sur chacu des rags Le calcul doit être réalisé à la tesio omiale de livraiso. D ue part les courats émis par les groupes de machies à d électroique de puissace (EP) à thyristors doivet être sommés algébriquemet sur chacu des rags : I h groupes «EP thyristors» = I h groupe 1 + I h groupe 2 + I h groupe 3 D autre part les courats émis par chaque groupe de machies à électroique de puissace à IGBT doivet être sommés sur chacu des rags e appliquat la loi de sommatio issue de la orme CEI : I h groupes «EP IGBT» = ((I h groupe 1)^β + (I h groupe 2)^β + (I h groupe 3)^β )^(1/β) Efi les courats émis par l esemble des groupes de machies à d électroique de puissace à thyristors et par l esemble des groupes de machies à d électroique de puissace à IGBT doivet être sommés sur chacu des rags e appliquat la loi de sommatio issue de la orme CEI : I h site = ((I h groupes «EP thyristors»)^β + (I h groupes «EP IGBT»)^β)^(1/β) Page : 7/8

8 Calcul des taux émis par le Site sur chacu des ra Taux site rag h = I h site / I site Loi de sommatio issue de la orme CEI I h I h,i i 1 (e ampères) Avec : : ombre d oduleurs et foctio du rag h Rag d harmoique β h < < ou = h > ou = h > Page : 8/8