Evolution du mécanisme de délestage fréquence-métrique

Le délestage fréquence-métrique est une mesure d’urgence afin d’éviter un black-out total du système électrique dû à une consommation soutirée du système électrique plus importante que celle injectée. Cette différence production/consommation implique une chute de la fréquence du système électrique qui doit alors puiser dans l’énergie cinétique des machines connectées à celui-ci. Dans le cas du délestage fréquence-métrique, ce sont d’importants déséquilibres (de quelques pourcentages à plusieurs dizaines de pourcentages) qui doivent être stoppés en déconnectant de manière automatique une partie de la consommation. En effet, l’énergie cinétique stockée (appelée indirectement inertie dans le cadre du système électrique) n’est pas suffisante pour compenser le déséquilibre sur des temps longs : la fréquence chute rapidement en quelques secondes/dizaines de secondes. Cette sous-fréquence est synonyme d’une instabilité importante et plusieurs appareils sont susceptibles de se déconnecter automatiquement pour éviter d’endommager le matériel ou parce que le système électrique auquel ils sont connectés ne parait lui-même pas stable. Le système électrique européen pourrait, en théorie, fonctionner en sous-fréquence si la fréquence est supérieure à 47.5Hz, fréquence de déconnexion automatique des centrales nucléaires. Le système électrique européen étant interconnecté, de nouveaux codes réseaux sont à mettre en œuvre afin d’harmoniser le fonctionnement des plans de délestage fréquence-métrique de chaque gestionnaire de réseau. Dans ce contexte, la chaire industrielle de recherche Smart Grids d’Enedis a financé ces travaux de thèse afin d’étudier plus en profondeur, l’impact de ce nouveau plan de délestage ainsi que les performances du plan actuel. Cette thèse propose de faire un lien entre la recherche académique et l’industrie. Dans un premier temps, trois cas d’activation du délestage sur le système électrique Européen ont été étudiés (dont deux n’ayant pas permis de contenir le black-out), ce qui permet alors d’aborder le paramétrage théorique d’un plan de délestage traditionnel. Ensuite, il a été montré, grâce à des données issues des consommations de plusieurs milliers de départs en France, qu’il y a un impact non négligeable quant à la manière d’implémenter un plan de délestage. De même, l'impact de l'insertion de production décentralisée a été considérée vis-à-vis des différentes méthodes pour implémenter un plan de délestage. Finalement une partie prospective, plus académique, a permis de montrer qu’en modifiant légèrement les algorithmes de délestage, il est possible d’améliorer la réponse de ce dernier afin de délester au mieux la consommation correspondant au déséquilibre.