Intégration du photovoltaïque au réseau électrique. Contraintes et enjeux

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1 Intégration du photovoltaïque au réseau électrique Contraintes et enjeux

2 La situation du PV raccordé au réseau en France Installations PV raccordées au réseau de distribution Une puissance raccordée au réseau de 613 MW Une puissance raccordée à plus de 75% au réseau BT (installations<=250kw) /12/2009 MW MW env. raccordés 150 MW env. raccordés 31/03/ /06/ /09/ inf à 3 kw 3 à 36 kw 36 à 250 kw 250 à 500 kw 500 kw à 3 MW 3 à 5 MW 5 à 12 MW Source ERDF 01/12/2010 Fractal 1.0 2

3 La situation du PV raccordé au réseau électrique en France A ce niveau de puissance, le PV est un atout pour les réseaux de distribution: Les installations BT <36kW sont réparties sur le territoire français et représente près de 60% des installations raccordées. le PV contribue à limiter l énergie qui transite sur le réseau de distribution, l énergie est consommée localement. Diminution des appels de puissance au niveau des postes HTB/HTA: réduction de la facture de l accès au réseau du distributeur Réduction des pertes de distribution sur le réseau BT Réduction des chutes de tension sur les départs BT 01/12/2010 Fractal 1.0 3

4 La File d attente: un enjeu pour les réseaux d électricité Une file d attente qui continue de croître significativement 3584 MW en FA au 30/09/2010 La part des projets relevant de la HTA se stabilise autour de 55% Les projets BT >36 kw augmente significativement et représente près de 36% des projets en FA au 30/09/2010. Une régionalisation forte 50% des projets sont sur PACA et S.O MW inf à 3 kw 3 à 36 kw 36 à 250 kw 250 à 500 kw 500 kw à 3 MW 3 à 5 MW 5 à 12 MW 01/12/2010 Fractal 1.0 4

5 La File d attente: un enjeu pour les réseaux d électricité Contraintes sur le raccordement aux réseaux Gestion de la file d attente Impact du PV sur la tension sur le réseau BT Maîtrise des coûts et des délais de raccordement Anticipation du développement des réseaux pour l accueil de la production. Optimisation des réseaux de distribution/transport Contraintes sur la sûreté du système Gestion de l équilibre offre-demande en J-1 Informations en temps réel Commandabilité 01/12/ Fractal 1.0

6 Le raccordement aux réseaux d électricité le réseau de transport Enjeu limité du fait de la réglementation de l obligation d achat Limite des 12 MW et des 500 m Poste privé à charge du producteur Mais jurisprudence Renergys en juin 2010 Pas d enjeu technique spécifique à la filière identifié par RTE Une entrée en file d attente possible en amont du projet Versement de /MW/an restitués à la signature de la convention d exploitation RTE ne publie pas de données sur la file d attente PV quelques projets de ferme au sol Curbans, les Mées en région PACA et S.O. Limite de propriété 01/12/2010 Fractal 1.0 6

7 Le raccordement aux réseaux d électricité réseau de transport Un risque de désoptimisation important du réseau Développement d un syndrome de type Fruges: saturation du réseau HTA existant au détriment de la création ou amélioration du réseau HTB notamment dans les Landes. Nécessité d une collaboration étroite avec le distributeur 01/12/ Fractal 1.0

8 Le raccordement aux réseaux d électricité réseaux de distribution Un enjeu technique important pour le réseau BT: la maîtrise de la hausse de tension localisée. Des caractéristiques du réseau BT défavorables: Un réseau plutôt long Une pointe forte en hiver Des transformateurs BT réglable hors charge Le plan de tension en vigueur en France Un réglage de du transformateur en position haute pour prise Pas d enjeu spécifique à la filière en HTA Le réseau ERDF en chiffre (source ERDF) millionde kilomètres de lignes postes de transformation HTA/BT sites de production raccordés au réseau 2205postes sources ERDF (interfaces avec le réseau de transport géré et exploité par RTE). 01/12/2010 Fractal 1.0 8

9 Calcul de la hausse/chute de la tension Calcul de la tension sur le réseau: ( U/U)% = P*L* R0+X0tg *100 la chute/hausse de tension est proportionnelle à: la distance du tronçon U la puissance active transitant dans le tronçon. Les résistances et réactances linéiques du conducteur dépendantes de la nature des câbles (aluminium, cuivre ) et de leur section - U : tension composée du réseau en Volts (= 400V) ; - P : puissance active transitant dans le tronçon en Watts ; - L : longueur du tronçon en kilomètres ; - R0: résistance linéique du conducteur en Ω. ; -X0: réactance linéique du conducteur en Ω. ; - : /12/2010 Fractal 1.0 9

10 Maîtrise de la hausse de la tension en BT Par les gestionnaires de réseaux Développement des smartgrids Transformateur HTA/BT avec régleur en charge Des exigences en matières d absorption/production d énergie réactive pour les installations PV en BT Par les producteurs Dispositif de limitation de puissance régulateur auto-adaptatif dans les onduleurs pour maintenir la tension dans des limites définies. Développement de batterie de stockage 01/12/2010 Fractal

11 Le raccordement aux réseaux d électricité réseaux de distribution Un enjeu de maîtrise dela volumétrie de la file d attente projets en file d attente au 30/09/2010. Pas de mécanisme de file d attente pour les projets<36kv Une entrée en file d attente basée sur les autorisations d urbanismes au dessus de 36 kv Une réflexion indispensable pour permettre au gestionnaire de réseaux de s organiser Mise en place d avances financières plus importante pour filtrer les projets? Mise en place d une chartre de bonne conduite des acteurs dans le PV pour éviter les démarchages abusifs? Répartition par segment du nombre de projets en file d'attente 14% 13% 1% 0% 72% inf à 3 kw 3 à 36 kw 36 à 250 kw 250 à 500 kw 500 kw à 3 MW 3 à 5 MW 5 à 12 MW 01/12/2010 Fractal

12 Le raccordement aux réseaux d électricité réseaux de distribution Maîtrise des délais d études et des coûts associés Segments <36 kw simplification des études de réseau Création de 17 centres régionaux Un délai contractuel de réponse d ERDF de 6 semaines à 3 mois (si travaux sur le réseau public de distribution). Bon respect des délais Segment kw et HTA Des études d ingénierie nécessaire plus complexes Un délai de trois mois Tension forte lié à la forte augmentation dans les trois derniers mois du segment kv Maîtrise des délais des travaux de raccordement et de réseaux Segments <36 kw Des difficultés d organisation qui perdurent mais extension du dispositif de soustraitance =>Raccordement de 200 MW environ depuis déc et une volumétrie de la FA d environ 300 MW. Une volonté marquée du gestionnaire de réseau EDF de garder la maîtrise d ouvrage. Segments kw Des temps de travaux de quelques mois pour les cas simples (pas de création de poste) à plus d un an si création de réseau HTA. Une volumétrie en FA qui va poser des problèmes d organisation à ERDF Pas de volonté d anticipation. 01/12/2010 Fractal

13 Le développement de réseau Le développement de réseau devient nécessaire lorsque le réseau existant ne permet pas d évacuer l énergie produite: contraintes de tension principalement sur les réseaux BT contrainte d intensité sur les réseaux BT, HTA ou HTB Raccordement dans des zones peu desservies par le RPT Renforcement du réseau en amont de la tension de raccordement du producteur. Réseau de transport Pas d anticipation spécifique au PV pour le moment mais des enjeux sur les transits Sud-Nord renforcés: massif central couloir rhodanien, vallée de la Durance... Zones des Landes En attente des demandes de création de postes sources Des temps de travaux peu compatibles avec le planning du producteur PV Réseaux de distribution Pas d anticipation de création de poste source spécifiée dans la décision TURPE. Pas d anticipation de dimensionnement des réseaux BT avec un taux de pénétration du PV (ex. des Landes après la tempête) Un problème de financement des postes sources qui perdure comme pour l éolien: risque financier pour les distributeurs. Coût de la réfaction pour les distributeurs 01/12/ Fractal 1.0

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15 L Insertion dans le système électrique 01/12/ Fractal 1.0

16 L Insertion dans le système Gestion de l Équilibre Offre: Prévisions de la production en J-1? Qui prévoit? Le producteur, le distributeur ou autre? impact de la nébulosité : une variabilité importante de l ensoleillement Absence de modèle de prévision de la nébulosité en France Informations en temps réel (infra journalier) Un problème plus complexe que dans l éolien compte tenu du nombre d installations et de l absence de départ dédiés Absence de télémesure Pas de personnel sur place ni de centre de conduite en-deçà d un seuil élevé Tenue au creux de tension: Réglementation très «light» pour la Basse Tension 01/12/ Fractal 1.0

17 L Insertion dans le système Commandabilité: La commandabilité des installations de production n est pas prescriptive. Pas de centre de conduite PV imposé y compris en HTA Impacts pour le système Un aléa à ajouter dans la gestion du système Augmentation des réserves à 8h mais aussi à 2h Volume d ajustement à la hausse sur le MA La régionalisation plus forte ainsi que le risque de décrochage sur creux de tension sont des facteurs aggravant. Les actions menées par RTE: intégration sur la plate forme IPES des données ERDF «statiques» à la maille régionale. 01/12/ Fractal 1.0

18 L Insertion dans le système Impact en terme de gestion du délestage Une production très diffuse pour laquelle il n existe pas nécessairement de départ dédié. difficulté en cas de délestage puis de reprise de consommation. Politiquement difficile de délester un client résidentiel qui a de la production. Impact tarifaire Baisse des recettes de RTE (90% des recettes proviennent de l accès au réseau des distributeurs 01/12/2010 Fractal