Soutien réseau La réserve primaire: une solution pour stabiliser la fréquence au niveau du réseau européen interconnecté Elia participe au réglage de la fréquence du réseau européen interconnecté géré par l’UCTE 1. Ce réglage est essentiel pour garantir la stabilité du réseau et éviter des situations de black out. C’est l’UCTE qui définit la manière dont les différents gestionnaires de réseau membres du réseau européen interconnecté doivent assurer ce réglage de la fréquence. La réserve primaire est une mesure demandée par l’UCTE pour assurer la mise en oeuvre du réglage primaire de la fréquence. L’UCTE définit le volume global de la réserve primaire européenne ainsi que la répartition de ce volume entre les différents gestionnaires de réseau, dont Elia. La réserve primaire est activée automatiquement par les installations des utilisateurs de réseau qui fournissent la réserve primaire et ce, dans un délai précis mesuré en secondes. Elia rémunère ces utilisateurs pour la fourniture de ce service. Elia réalise aussi une analyse a posteriori permettant d’évaluer le bon fonctionnement du service.
I. La réserve primaire: les principes I.1. Le contexte des réserves primaire, secondaire et tertiaire Le réseau à haute tension belge fait partie d’un ensemble plus vaste interconnecté au niveau européen. Il résulte des propriétés physiques de l’électricité que la fréquence de ce réseau européen doit obligatoirement être maintenue à un niveau adéquat. En effet, une fréquence non maîtrisée provoque très rapidement une instabilité du réseau, instabilité qui peut dégénérer en blackout.
I.2. Des normes établies par l’UCTE L’Union pour la Coordination du Transport d’Electricité (UCTE) est l’organe chargé de coordonner l’exploitation et le développement du réseau de transport d’électricité européen interconnecté (aussi appelé zone synchrone UCTE). Elle demande à chacun des pays européens interconnectés de respecter un niveau de fréquence dans une fourchette de 49,99Hz à 50,01Hz. Si la fréquence s’écarte d’une manière significative du niveau de 50 Hz, une bonne partie des utilisateurs de réseau ne pourra plus injecter ou prélever de l’électricité, ce qui aurait pour conséquence des problèmes d’équilibre difficilement gérables.
I.3. Un réglage permanent de la fréquence Un réseau électrique sur lequel de l’énergie est injectée et prélevée est par nature l’objet de déséquilibres instantanés entre production et consommation. Ces déséquilibres ont un impact sur le niveau de la fréquence. Il faut dès lors prévoir un réglage permanent de la fréquence pour éviter que le réseau ne devienne instable. Ce réglage doit être effectué le plus rapidement possible: une variation importante du niveau de fréquence peut très rapidement devenir incontrôlable car l’importance de la variation a une influence directe sur la vitesse à laquelle le réseau peut devenir instable.
I.4. Une réserve primaire pour gérer la fréquence Pour des raisons évidentes de cohérence entre les différents réseaux interconnectés, l’UCTE définit quels moyens doivent être mis en œuvre pour maintenir la fréquence du réseau à un niveau acceptable. La première mesure que tous les pays doivent appliquer de manière solidaire est le réglage primaire de la fréquence. Ce réglage ne peut être mis en œuvre que si des réserves primaires sont constituées anticipativement. L’UCTE estime que les volumes de réserve primaire nécessaires au bon fonctionnement du réseau européen interconnecté doivent atteindre 3000 MW. Ce volume total est réparti entre les différents pays composant la zone synchrone UCTE. Il résulte de cette répartition que le volume de la réserve primaire belge s’établit aux alentours des 100 MW. Chaque gestionnaire de réseau de transport national s’engage à respecter ces obligations spécifiées dans "l’Operational Handbook" de l’UCTE et confirmées par la signature d’un "Multilateral Agreement".
I.5. Une solution activable automatiquement pour rétablir et stabiliser la fréquence Pour satisfaire à ses obligations de réglage primaire de la fréquence, Elia recourt de manière permanente à la réserve primaire fournie par les utilisateurs de son réseau. La réserve primaire est activée de manière automatique et permanente par les installations de l’utilisateur. 1
Union pour la Coordination du Transport d’Electricité
I.6. Qui peut offrir ce service ? La réserve primaire est un service que peut fournir n’importe quel utilisateur du réseau UCTE, pour autant que ses installations respectent certaines caractéristiques techniques, à savoir: • être équipées d’un système de réglage automatique pour la vitesse, la rotation ou la fréquence. Grâce à ces équipements, les unités de production ou processus industriels seront capables de détecter automatiquement des variations de fréquence sur le réseau et d’y réagir en activant leur réserve primaire; • posséder un système capable de lire la fréquence du réseau; • pouvoir fournir la moitié de la réserve primaire contractée dans un délai maximum de 15 secondes, la totalité devant être déployée après 30 secondes et rester à ce niveau pendant au moins 15 minutes consécutives; • être disponibles 24h sur 24. Puissance MW Réserve primaire offerte
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15 sec
30 sec
15 min Temps
La plupart des unités de production étant équipées d’un réglage de vitesse automatique, l’investissement que le producteur doit consentir pour pouvoir fournir la réserve primaire est minime. Pour l’industriel prélevant de l’énergie sur le réseau, il se limite normalement à la seule installation d’un appareil local assurant la mesure de la fréquence et le réglage automatique. L’industriel souhaitant participer à la réserve primaire devra néanmoins évaluer l’impact qu’aura la mise à disposition de la réserve primaire sur son processus.
I.7. Des échanges de données préalables et en temps réel Dans le contexte actuel de la réserve primaire, l’utilisateur de réseau et Elia doivent échanger un certain nombre de données: • en jour J-1, l’utilisateur communique à Elia la liste des unités de production participant au réglage primaire, la puissance totale mise à disposition et la quantité de réserve primaire prise en charge par chaque installation, le tout quart d’heure par quart d’heure; • à la demande d’Elia, l’utilisateur précise en temps réel quelles installations peuvent participer au réglage de la fréquence et la puissance totale de réserve primaire qu’elles peuvent fournir.
II. Une analyse et un suivi a posteriori Le réglage primaire de la fréquence fait l’objet d’une évaluation a posteriori: des rapports de variation de la fréquence sont établis par Elia et transmis à l’utilisateur de réseau. Pour que ces analyses soient significatives, Elia choisit les moments adéquats. Ces conditions spécifiques qui permettent de vérifier que les volumes de réserve primaire activés sont adaptés aux variations de fréquence mesurées localement. Cette analyse permet notamment: • de vérifier que la réserve primaire est effectivement mise à la disposition d’Elia et qu’elle est activée correctement; • que l’utilisateur de réseau bénéficie d’une analyse pointue sur la manière dont ses installations prennent en charge le réglage primaire et sur le fonctionnement des dispositifs de mesure et des équipements installés localement.
III. La rémunération de la réserve primaire Elia offre aux utilisateurs de réseau, fournisseurs de réserve primaire, une rémunération fixe. Cette rémunération couvre à la fois les coûts liés à la mise à disposition de la réserve primaire et à son activation. Elle diffère donc des rémunérations des réserves secondaires et tertiaires, qui distinguent les rétributions dues pour la mise à disposition de la réserve et pour son activation effective. Les volumes de réserves primaires contractés entre Elia et les utilisateurs de réseau doivent atteindre le seuil fixé par l’UCTE. Si ces réserves contractées sont insuffisantes pour remplir cette obligation, Elia a la possibilité de demander aux utilisateurs de réseau une puissance de réserve qui viendrait compléter les volumes contractuellement fixés. Cette "puissance de réserve primaire supplémentaire souscrite" fait l’objet d’une rémunération dont le montant est établi de commun accord entre Elia et l’utilisateur de réseau.
IV. Les avantages de la réserve primaire L’utilisateur de réseau qui choisit de participer à la réserve primaire en retire des profits importants: • il participe à la gestion du réseau européen interconnecté et contribue à son bon fonctionnement; • il recevra pour la mise à disposition de sa réserve une rémunération fixe tout au long de son contrat. Dans tous les cas, cette rémunération couvre au minimum les coûts qu’il encourt pour fournir ce service.
V. Bases légales et contractuelles
L’UCTE fixe annuellement le montant de la réserve primaire dont chaque gestionnaire du réseau interconnecté doit disposer. Le volume global de la réserve européenne s’élève actuellement à 3000 MW. Les volumes à mettre à disposition par chacun des gestionnaires de réseau peuvent varier d’une année à l’autre et sont également établis par l’UCTE. Ces dernières années, la réserve primaire pour la zone de réglage Elia s’établissait aux alentours de 100 MW. La signature d’un contrat de réserve primaire est réservée aux utilisateurs de réseau déjà liés à Elia par un contrat CIPU (voir fiche: "Le contrat CIPU: un cadre fixe pour la participation à la gestion du réseau à haute tension"). Elia lance un appel d’offre européen pour la mise à disposition de la réserve primaire. La sélection des offres est effectuée en fonction du prix proposé et des besoins de réglage. Elle s’opère de l’offre la plus favorable vers l’offre la moins favorable en respectant les contraintes de sécurité opérationnelle.
La réserve primaire en 5 points • Le réglage primaire de la fréquence est essentiel pour garantir la stabilité du réseau européen et éviter les black out. • Les utilisateurs de réseau qui mettent à la disposition d’Elia une réserve primaire participent au réglage de la fréquence du réseau électrique européen. Ce réglage s’effectue selon les prescrits de l’UCTE. • La réserve primaire est activée de manière permanente. Les installations que l’utilisateur de réseau assigne à cette réserve détectent automatiquement les variations de fréquence et y réagissent dans un délai précis. Ces installations doivent respecter certaines caractéristiques techniques. • La réserve primaire donne droit à une rémunération englobant la mise à disposition du service et son activation. • Elia analyse a posteriori la manière dont le réglage de la fréquence a été pris en charge par les installations de l’utilisateur de réseau.
S1-F-15.11.07 / Document non contractuel / Editeur responsable: J. Vandermeiren, Bd de l’Empereur 20, 1000 Bruxelles
Le service de réserve primaire fait l’objet d’un contrat entre Elia et l’utilisateur de réseau. Le contenu de ce contrat (par exemple le caractère raisonnable des prix) découle des prescrits du Règlement Technique fédéral. Ces prescrits sont eux-mêmes une transcription des règles et normes établies par l’UCTE.