 De nombreux pays du Golfe estimaient que leurs réseaux électriques n’étaient plus en mesure de faire face à la formidable augmentation de la demande. En 2001, six États-Bahreïn, Koweït, Oman, Qatar, Arabie Saoudite et Émirats arabes unis créèrent le GCCIA (Gulf Cooperation Council Interconnection Authority) pour répondre à leurs besoins collectifs en matière d’électricité. Le GCCIA est le promoteur de services de transport d’énergie électrique fiables, compétitifs et pérennes auprès de ses États membres. Les objectifs fixés dans cette perspective sont ambitieux:
• relier les réseaux électriques des États membres ;
• mutualiser les réserves d’appoint d’énergie électrique ;
• améliorer le bilan d’exploitation des systèmes ;
• pouvoir procéder à des échanges d’électricité entre eux.
La première grande décision pour concrétiser ces objectifs a été la création du projet GCCIA, qui marque l’instauration d’un marché intégré au niveau régional, au sein duquel les États membres peuvent échanger de l’électricité en fonction de leurs besoins, à moindre coût et avec le souci accru de préserver leur environnement. Il s’agit donc ici de relier entre eux les réseaux électriques de tous les États membres. Au terme de cette étape, il ne sera plus nécessaire à aucun pays de pourvoir à ses besoins en autosuffisance, chacun d’entre eux ayant dorénavant la possibilité de faire appel à ses voisins pour pallier les conséquences d’une modification brutale de l’équilibre de la charge. Ce projet comporte trois volets distincts :
• la phase I, mise en oeuvre en juillet 2009, a permis de raccorder les réseaux des États du nord de la région : Koweït, Arabie Saoudite, Bahreïn et Qatar ;
• la phase II, qui doit intervenir en 2010, permettra d’interconnecter les réseaux du sud (EAU et Oman) ;
• la phase III, à l’horizon 2011, verra l’interconnexion des réseaux nord et sud.
AREVA T&D a fourni les éléments clés de la phase I, notamment la première installation au Moyen-Orient de stations courant continu haute tension (CC HT) back-to-back pour permettre le partage de l’énergie.
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La solution élaborée par AREVA T&D consiste en une liaison CC HT back-to-back de 1 800 MW, comportant trois postes de 600 MW chacun, qui pourront opérer en totale autonomie ou en coordination avec les autres. Soixante-dix pour cent des composants sont fournis par AREVA T&D. Les valves à thyristors H400 d’AREVA T&D sont au coeur de l’installation CC HT. Ces valves, qui atteignent une capacité de
puissance plus importante sous un encombrement réduit, utilisent des thyristors connectés en série, entièrement protégés, présentant chacun un niveau de tension individuel de 8,5 kV avec un diamètre de 125 mm.
Le système numérique Série V d’AREVA T&D, leader sur ce segment de marché, permet de commander le fonctionnement des thyristors et d’en assurer la protection grâce à ses fonctions redondantes et intégrées de surveillance et d’alarme.
AREVA T&D a également livré le système d’interconnexion de bout en bout, clés en
main. Cet ensemble intègre le système de gestion de l’énergie (EMS) du centre de commande (Load Dispatch Center) construit dans le désert, le système de contrôle et de protection de sept sous-stations, le système de télécommunications du réseau 400 kV, ainsi que l’interconnexion avec les compagnies d’électricité nationales dans chacun des six pays concernés.
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Les systèmes CC HT sont parfaitement adaptés aux applications où le transport de courant alternatif s’avère trop onéreux ou impossible à mettre en oeuvre en raison de la distance, de fréquences différentes ou de systèmes électriques nonsynchrones. Nous nous trouvons dans le cadre de la deuxième condition, dans la mesure où le réseau de
l’Arabie Saoudite fonctionne à 380 kV 60 HZ, alors que les réseaux voisins fonctionnent à 50 Hz. De plus, même si la connexion contribue à augmenter la puissance de court-circuit globale, la technologie CC HT permet d’en contrôler les effets : il n’est pas nécessaire de remplacer les équipements des infrastructures existantes par d’autres ayant des performances plus élevées.
« Et surtout, notre technologie CC HT backto-back fournit les moyens de contrôler
l’échange énergétique extrêmement rapidement, avec précision et souplesse, précise
Someswar Chakravorty, Directeur de l’ingénierie systèmes pour l’électronique de puissance. Les trois stations de 600 MW d’AREVA T&D réagissent en quelques millisecondes pour fournir l’exacte quantité d’électricité afin de suppléer à un quelconque déficit de production de l’un ou l’autre des réseaux. Cela se traduit directement par une diminution des coûts, et par un impact moindre sur l’environnement, puisque chacun de ces réseaux n’a plus besoin d’être autosuffisant en termes de surplus de capacité pour faire face aux situations de déficit de production électrique dans la région. »
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Le secret ? Une utilisation efficace de la réserve tournante de l’ensemble du réseau. La réserve tournante est la capacité non utilisée qu’un opérateur détient pour faire face à une soudaine augmentation de la charge ou à une perte de production. Les générateurs synchronisés en permanence au réseau assurent cette marge de réserve. Pour maintenir l’intégrité de leurs réseaux, les opérateurs doivent disposer de réserves tournantes en quantité suffisante pour compenser la perte éventuelle de l’unité de production électrique la plus importante du système. Exploiter et assurer l’entretien de telles réserves est très coûteux, puisque cela implique la présence de générateurs supplémentaires fonctionnant à basse puissance, à l’instar d’un moteur automobile tournant au ralenti.
Pour gérer au mieux les réserves tournantes, AREVA T&D a développé une fonction de contrôle tout à fait unique dans ce domaine - le partage dynamique de la puissance de réserve DRPS (Dynamic Reserve Power Sharing).
Une innovation dynamique
Dynamique, le système DRPS l’est de toute évidence, puisque son temps de réponse est de l’ordre de quelques millisecondes. De plus, même si le poste est déconnecté et hors ligne, il peut être remis en route en l’espace d’une seconde, ce qui souligne l’efficacité du partage dynamique conçu par AREVA T&D. Cette réactivité permet de laisser le système déconnecté la plupart du temps, pour ne le remettre en route que si le besoin s’en fait sentir.
Le contrôleur du DRPS surveille plusieurs paramètres clés - modifications de la tension
locale, de la fréquence et des vitesses de changement de la fréquence et de la tension. Lorsqu’un déficit de puissance est détecté, il calcule et prévoit la quantité d’énergie nécessaire à mettre en oeuvre, les conditions d’exportation de cette énergie, et agit en conséquence.
Le système DRPS est utilisé pour la première fois au monde pour le projet GCCIA.
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Lorsqu’il sera entièrement opérationnel, d’ici à deux ans, ce projet ambitieux offrira des avantages notoires aux États membres :
• diminuer les coûts d’exploitation en utilisant l’unité de production la plus économique au sein du système interconnecté ;
• réduire les capacités de production de chaque système grâce aux réserves partagées ;
• reporter, voire abandonner les projets de construction de nouvelles centrales ;
• éviter les insuffisances des réseaux et les coupures d’électricité ;
• réduire sensiblement les émissions de CO2 ;
• augmenter la fiabilité globale du système ;
• dynamiser le commerce de l’énergie électrique au niveau régional et international.
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