Qualité d’alimentation Les réseaux intelligents pour l’accélération de l’intégration des renouvelables dans le Système Electrique Maghrébin session 1: IMPACT de L’Intégration des énergies renouvelables sur le réseau électrique : Qualité d’alimentation Présenté par: M. Dib Mohamed Chef de Division Technique Transport Oujda Office National d’ Electricité et d’ Eau Potable NOUAKCHOTT les 11 et 12 DÉCEMBRE 2018

PLAN Contexte et objectifs généraux Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique Incidence sur le réseau HTB Incidence sur le réseau HTA Simulations et résultats Conclusions et Perspectives

Contexte et objectifs généraux Le contexte énergétique national est confronté à des effets importants. La demande en énergie primaire a augmenté de 5% La croissance de la consommation électrique a augmenté de 6% UNE DEMANDE EN CROISSANCE SOUTENUE Taux : 6% Evolution de la demande(GWh) (1999– 2017) 13265 37217 13942 14804 15540 16779 17945 19515 21105 22608 24004 25016 26530 28752 31056 32026 33530 34413 35405 Mutation de la pointe maximale (2000-2017) 2457 MW 6180 MW La transition énergétique c’est une décision stratégique. Le Maroc a fait de sa transition énergétique un choix stratégique pour répondre à de nombreux enjeux. La croissance de la consommation électrique a augmenté de 6% en raison de la quasi généralisation de l’élctrification rural et du dynamisme qu’a connu notre éconimie nationale avec le lancement des projets en infrasctructures : l’industrie, l’agruculture, tourisme et logement social.

Contexte et objectifs généraux Notre transition Energétique Nationale prévoit de construire: Mix énergétique, diversifié et équilibré pour: Satisfaire cette demande croissante en énergie Préserver l’environnement Réduire notre dépendance énergétique de l’extérieur et des combustibles fossiles De ce fait

Contexte et objectifs généraux Le Maroc dispose des potentiels techniques dans le domaine des ENR

Contexte et objectifs généraux Objectif 1: 42% des ENR en 2020 Objectif 2: 52% des ENR en 2030 Développement de trois projets intégrés: 2000 MW Solaire 2000 MW Eolien 2000 MW hydraulique Notre objectif, c’est de porter la part des ENR en 2020 à 42% et on 2030 à 52% avec le développement de trois projets intégrés. Le processus de réalisation de ces projets est déjà lancé.

Pourquoi développer et connecter les ENR? Réduction des gaz à effet de serre Utilisation plus rationnelle des ressources Diversification des ressources Disponibilité des modules de production de taille plus petite Sites de production plus petits donc plus facile à trouver Délais de construction plus réduits La production plus proche de la consommation

Réseau de Transport HTB Réseau de Distribution HTA Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique Réseau de Transport HTB L’intermittence des sources d’énergie provoque une incertitude dans le système en terme de quantité d’énergie générée et de la localisation de l’injection Plan de protection du réseau Profil de tension du réseau Pertes Réseau de Distribution HTA Le réseau de distribution n’est plus un réseau passif Inversion possible de la puissance Pet Q Capacités de transit du réseau Respect des puissances de court-circuit admissibles sur le réseau Injection des harmoniques Fonctionnement en Iloté Evolution des outils de conduite des réseaux « observable, dispatchable » Adaptation des comptages et des systèmes de communication Plan de sauvegarde ou de défense Plan de protection du réseau Profil de tension du réseau Pertes L’intégration des ENR sur le réseau électrique aura un impact sur le réseau de transport et sur le réseau de distribution Que ca soit sur le plan de gestion , sur le plan d’exploitation , de planification et sur la qualité d’alimentation.

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique Impacts globaux : Incidences sur le réseau HTB Impacts locaux : Incidences sur le réseau HTA les impacts peuvent être classés en deux grandes catégories: les impacts globaux et les impacts locaux . Impact sur le plan de protection Impact sur le profil de la tension Impact sur les pertes

Conditions de raccordement des Eoliennes et Pars Solaires PV Perturbations générales Flicker Pst=0,8 Plt=0,6 Harmoniques THD 3% Déséquilibres 1% 1-Perturbations générales Fourniture & Absorption du réactif Absorption Entre 0 et0,3 Pn Fourniture Entre 0 et0,4 Pn 2-Fourniture & Absorption du réactif 3-Tenue aux variations de fréquence Tenue aux variations de fréquence Situation normale 50+- 0,1 Hz Situation dégradée 50+2Hz/-2,5Hz Avant de passer aux résultat de simulation, je présente les conditions de raccordement 4-Tenue aux creux et aux variations de la tension Tenue aux creux et aux variations de tension Creux de tension Jusqu’à 80% pendant 600ms variations de tension 60kv+-10%; 225kv+-10%; 400kv+-5%

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTB Le Réseau de transport, vecteur d’optimisation Vérification de la capacité d’accueil du réseau de transport Les études conduites par le gestionnaire du réseau de transport concernent principalement la vérification du respect des transits dans le réseau de transport. Vérification du fonctionnement du réseau en situation de défaut : Plan de protection, régime de neutre Si aucune mise à la terre n’est effectuée sur le neutre HTB du transformateur HTB/HTA: la mise en place d’une Protection voltremetrique homopolaire PVH Si une mise à la terre est effectuée sur le neutre HTB du transformateur HTB/HTA: la mise en place d’une Protection Ampérimetrique Homopolaire PAH Le raccordement d’une production sur le réseau HTA aura un impact sur la capacité de transit dans le réseau HTB en situation normale et en situation de défaut. Dans des situations, des renforcements et adaptations du réseau 60kv sont nécessaires pour accepter les demandes de raccordement en HTA. Pour les défauts à la terre , le mode de mise à la terre du réseau HTB est déterminant pour les apports de courant de défaut. La participation des groupes connectés au réseau HTA à l’alimentation de défaut terre HTB dépend de Zh du transformateur HTB/HTA . Positionnement des PVH et PAH dans un poste source, pour éliminer l’alimentation d’un défaut à la terre en HTB par un producteur HTA un nouveau plan de protection s’impose

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTB Le Réseau de transport, vecteur d’optimisation Flux de puissance Le flux de puissance dans le réseau transport sans et avec 50% de production PD L’arrivée massive des ENR augmente la volatilité des flux. Lorsque l’énergie produite est consommée localement, le réseau de transport est déchargé et les pertes « transport » diminuent. Par contre, si l’énergie produite localement n’est pas consommée sur place, ce qui peut entrainer des pertes additionnelles non négligeables. Les résultats de simulation avec différent taux d’insertion montrent que Le raccordement d’une production décentralisée aura un impact sur le flux de puissance en HTB

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTB Le Réseau de transport, vecteur d’optimisation Variation des tensions le profil de tension est impacté par l’intégration des ENR une augmentation de la tension est aussi constatée les variations du profil de tension doivent être gérées par le dispatching Les résultats de simulation avec différent taux d’insertion montrent que : Le raccordement d’une production décentralisée aura un impact sur la variation des tensions HTB

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTB Le Réseau de transport, vecteur d’optimisation Les pertes une importance réduction des pertes a été constatée. cet effet est dû au rapprochement physique de la production à la consommation Les résultats de simulation avec différent taux d’insertion montrent que : Le raccordement d’une production décentralisée aura un impact sur la réduction des pertes transport Par contre, si l’énergie produite localement n’est pas consommée sur place, ce qui peut entrainer des pertes additionnelles non négligeables.

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTA Régulation actuelle Le régleur en charge du transformateur HTB/HTA+ Gradins Je passe aux impacts des ENR sur le réseau HTA. Et je présente seulement l’impact sur le plan de tension. La régulation actuelle est réalisée par le régleur en charge et les BC

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTA Régulation actuelle Ce schéma présente le profil de tension en tous points d’un réseau HTA en fonction de la charge et de la présence ou non du producteur

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTA Limite de la régulation actuelle en présence des ENR Régulation actuelle La prise du régleur ne change qu’une fois malgré la violation de tension Profil de tension aux nœuds pilotes Le scénario de simulation choisi indique que si un poste source est connecté avec plusieurs départs dont l’insertion de la PD n’est pas homogène, le régleur en charge ne peut pas toujours fonctionner correctement pour lever les contraintes de tension. D’où la limite de la régulation actuelle de tension

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTA Participation des sources ENR à la régulation de tension Approche proposée : Participation des sources ENR à la régulation de tension Variables de contrôle et leur priorité a la participation du réglage de tension: La variation de tension en fonction des différentes variables de contrôle est présentée selon l’équation: ∆V = St. ∆T + Sq. ∆Q+ Sp. ∆P Le module de tension dans le réseau peut être impacté par les trois variables : P, Q et T d’une manière linéaire et leur pente dépend des caractéristiques du réseau. La priorité de ces trois variables : T; Q; P L’approche proposée c’est la participation des ENR à la régulation de tension selon le modèle suivant . La variation de tension en fonction des différentes variables de contrôle : prise de regleur, l’energie Réactive et l’energie active de la production decentralisée

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTA Participation des sources ENR à la régulation de tension La 1ere figure de simulation montre une violation de tension sur les 2 départs sans aucun réglage. Sur La 2eme figure: le régleur en charge a essayé d’abaisser la tension au départ 1 tandis que le problème de sous tension au départ 2 devient plus grave. Sur la Figure 3 : la contrainte de la tension au départ 1 est enlevée sauf au point de raccordement de la production decentralisée.le problème de sous tension au départ 2 reste sans changement. Sur la figure4: le problème de la violation de tension est résolu à l’aide de l’effacement de la production et l’optimisation coordonnée avec le régleur.

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTA Participation des sources ENR à la régulation de tension Avantages: Participation des sources ENR à la régulation de la tension Les inconvénients: Fonctionnement plusieurs fois du régleur en charge Réduction de la puissance active des PD Les pertes ? Régulation optimale de la tension Cette approche a permis d’éliminer les violations de tension. Mais avec le fonctionnement plusieurs fois du régleur en charge, et on a aucune vision sur les pertes. On parlera donc de la régulation optimale de la tension dans une autre méthode d’optimisation améliorée.

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTA Régulation optimale Analyse des pertes de ligne La formule traduisant les pertes sur un départ de façon générale est: Méthode d’optimisation  Le vecteur X des variables : P;Q; T La fonction objectif à minimiser: Avec J :l’index de sécurité des tensions et P total des pertes de ligne Contraintes: Les relations qui lient entre le vecteur X et les paramètres à minimiser : La nouvelle méthode d’optimisation prend en considération la violation des tensions et la circulation des puissances réactives avec une limitation du nombre de fonctionnement du régleur.

Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique HTA Régulation optimale Les résultats de simulations montrent qu’on a pu résolu le problème de violation de tension avec une réduction significatives des pertes.

Conclusions L’intégration des productions ENR impacte de façon notoire les systèmes électriques Ces impacts peuvent être classés en deux grandes catégories: les impacts locaux et les impacts globaux. Avec la participation des ENR dans la régulation optimale, on peut améliorer le profil de tension et réduire les pertes électriques. Le fonctionnement du système est ainsi influencé à toutes les échelles de temps : de l’exploitation à la planification en passant par la gestion prévisionnelle. dispatching Régulation réserve primaire/secondaire/tertiaire Stabilité du réseau Impacts globaux Capacité d’accueil des réseaux Adéquation en production et en transport Plan de protection Impacts locaux Plan de tension Qlqs années

Perspectives Modéliser et simuler les réseaux HTB et HTA. Etablir un nouveau plan de tension et de protection pour une régulation optimale en présence des ENR. Etablir un Référentiel Technique pour le raccordement des sources ENR Elaborer un règlement technique pour la gestion des réseaux De manière générale, des changements dans la gestion ,la planification , l’exploitation et la régulation sont envisageables dans l’avenir . A fin d’augmenter le taux d’insertion des ENR dans le réseau électrique actuel, on doit:

Merci de votre attention Impact de l’intégration des ENR sur le réseau électrique Merci de votre attention