Compensation de l'énergie réactive.

[TiboLH76]

Bonjour à toutes et à tous,
Je travail actuellement sur mon mémoire de fin d'étude dont le sujet porte sur la compensation de l'énergie réactive. Dans le cadre de la démonstration de l'intérêt de la compensation d'énergie réactive, je me suis intéressé à la quantité d'énergie pouvant être économisée en élevant le facteur de puissance. Gimélec annonce une économie de 48 TWh en élevant le facteur de puissance du réseau européen à 0.95. J'ai essayé de les contacter pour obtenir des renseignements concernant les hypothèses de leur model, mais je n'ai reçu aucune réponse. Je cherche donc à modéliser l'économie réalisé en élevant le facteur de puissance en France. Je pense qu'il s'agit surtout d’estimer les pertes dans les lignes électrique et dans les postes de transformation pour un facteur de puissance avant compensation et pour un autre après compensation. Pour ce faire, il me faut certaine hypothèse. J'ai réussi à trouver les distance pour les différent type de lignes, j'ai trouvé 100000Km pour les lignes HTB (400kv, 225kv, 90kv et 63kv), 351700Km pour les lignes HTA (20kv), 415100Km pour les lignes BT aériennes et 276900Km pour les lignes BT souterraines. J'ai également trouvé qu'il y avait 2251 poste HTB/HTA et 77417 postes HTA/BT. Je sais également que la production électrique totale de 2016 a été de 531.3TWh, ce qui me permet de dire que la puissance moyenne du réseau sur une année est de 531.3*10^(12)/(366*24)=60.48GW. (366 parce que 2016 était une année bisextile) ce qui me permet par la suite d’estimer le courant circulant dans les différente lignes en considérant que les transformateur sont idéales donc avec un rendement de 1 c'est à dire P1=P2 et I1/I2=U2/U1. Reste ensuite à trouvé une valeur de résistance linéique pour chaque type de ligne, fonction de la résistivité du matériaux du coax et de la section de chaque type de ligne en prenant par exemple des coax en cuivre, pour les pertes joules, ainsi qu'une valeur de la réactance linéique pour les perte fer.
J'ai donc à partir de la une valeur de résistance totale et une valeur de réactance totale pour chaque type de ligne ainsi qu'une valeur de courant circulant dans chaque type de ligne. Il me faut ensuite une valeur du facteur de déplacement cos(Phi) moyen équivalent au facteur de puissance moyen pour le réseau Français (car on considère que le courant produit par les alternateurs d'EDF est parfaitement sinusoîdal donc sans déformations et donc sans harmoniques) pour enfin faire la différence entre la composante active du courant et la composante réactive du courant circulant dans les lignes.
Reste ensuite à estimer les pertes par effet joule Pjoule=R*Iréactif² pour chaque type de ligne et les pertes fer. C'est à ce niveau que je commence à bloquer.
Connaissez vous une valeur exploitable du facteur de puissance du réseau français, puis je utilisé un cos(Phi)=0.89/0.90? Connaissez vous une expression des pertes fer dans une ligne électrique? Pensez vous que ce début de modèle peut tenir la route, sachant que j'essaie seulement de faire une estimation des économie potentielle d'une élévation du facteur de puissance moyen du réseau français, ou suis je encore loin du résultat. Il me restera bien-sur à estimer les perte dues à l'élévation et à l'abaissement des tensions dans les transformateurs.
Avez-vous des idées pour améliorer ce modèle?
PS: Cela peut paraître étrange, mais je ne suis pas en formation d'électrotechnicien, je suis en formation d'officier de la marine marchande, donc je n'ai pas encore toutes les connaissances sur le sujet. J'ai choisit ce sujet de mémoire pour m'améliorer dans le domaine de l’électrotechnique, car il faut savoir tout faire sur un navire (on ne peut compter que sur l'équipage) et parce que la compensation de l'énergie réactive n'est pas encore très rependue à bord des navires de la marine marchande.
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[f6bes]

Bjr à toi,
Pour permettre au lecteur de lire ( sans souçi et avec FACILITE ) ton message, il serait BON.....d'aérer ( retour à la ligne)
ta longue prose. Sinon cela peut en rebuter la...lecture.

Je ne pense pas que l'on parle de COAX dans ce type de distribution (....ésistivité du matériaux du coax.......exemple des COAXen cuivre....)
Les lignes en cuivre sont rares.C'est plus tot de: l'allu , alu- acier, almélec....)
J'ai comme le sentiment que calculer la puissance réactivemoyene pour tout un pays ne sert pas à grand chose.
Mais bon on peut aimer les calculs.
Bonne journée

[Patrick_91]

Bonjour,

Pjoule=R*Iréactif²

Ah ?? cela fait "0" alors ? il n'y a pas de courant actif ou réactif qui tienne, aux bornes d'une résistance ; Pjoule=R.I² c'est tout.
Aux borne d'une résistance la tension est forcément en phase avec le courant.
Maintenant je comprends que tu modélises une ligne de transport par une réactance (non négligeable vu les longueurs) et une résistance en série.
Le courant est commun à la self et à la résistance, en revanche la tension aux bornes de l'ensemble n'est pas en phase avec le courant c'est sur.
A plus

[TiboLH76]

Bonjour, merci pour vos réponses.
Désolé pour la longueur du texte, je ferais plus attention la prochaine foi.

L’intérêt du calcul n'est pas de connaître la puissance réactive d'un pays, mais des pertes énergétiques dans les lignes du à l'énergie réactive. je veux montrer à quel point il serait bénéfique d'améliorer le cos(Phi) des différents réseaux électriques.

Quand je parle de Pjoule=R*Iréactif², c'est parce que ce qui m'intéresse, c'est la perte joule dans le réseau français dues seulement à la circulation du courant réactif dans les lignes depuis les centrales de productions jusqu'aux consommateurs réactifs. Car l'un des objectifs de la compensation de l'énergie réactive est de diminuer les pertes dues à la circulation du courant réactif dans les lignes. Pourquoi dites vous que cela fait 0, l'intensité du courant réactif est non nul, je n'ai pas compris.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gwinver]

Bonjour.
Je crois que les problèmes de cos(Phi) viennent surtout des utilisations. Le réseau est sous contrôle du distributeur et il fait attention à sa qualité. mais, les appareils utilisés ne le sont pas. Il existe des normes pour minimiser les impacts.

[Patrick_91]

Hello,

Pourquoi dites vous que cela fait 0, l'intensité du courant réactif est non nul, je n'ai pas compris.

Encore une fois , un courant n'est ni actif ni réactif, un courant traversant une résistance produit de la chaleur (pertes par effet joule valant P=RI²).
Vous voulez certainement parler du" facteur de puissance" ou plus simplement du cos(phi) ou cosinus de l'angle de déphasage entre tension et courant qui empoisonne bien sur tous les fournisseurs d'énergie électrique.
Ce cos(phi) en effet produit de l'énergie réactive et de l'énergie active (la seule qui soit pour le moment facturée au grand public).
En pratique , si pour livrer 1kW sous 230V avec un cos(phi=0) = 1 il faut un courant de : 4,34 A
sI le cos phi est égal à 0,8, pour livrer un kW au même client il faudra livrer au départ de la centrale : 1250,00 W ., ce qui se traduira par un courant de 5,43 A
une puissance active de 1 kW et 250 W de puissance réactive.

Il y a donc un excès de courant dans ce cas de 1,09 A qui mulitplié par 230 V ne donne pas 250 W de puissance réactive mais 273, ce qui est faux ...
ON a donc tué le courant réactif ou actif , c'est une notion qui n'existe pas ..

Le cos(phi) vu par le fournisseur a deux origines: les lignes de distribution et les récepteurs (en général les moteurs).
Je crois comprendre que vous vous attaquez aux lignes de distribution ? c'est celà ?
A plus

[TiboLH76]

Oui absolument, je cherche un model permettant d’estimer la perte énergétique lié à cette excès de courant circulant dans les lignes aérienne et les cables souterrains à l'origine d'un facteur de puissance inférieur à 1.

[Patrick_91]

Hello,

Donc , il faut raccourcir les lignes de distribution (Aériennes ou sous-terraines), que faire d'autre ? .
Sachant que jusque 150 mm² ou 200 mm² les câbles sont dit avoir sont dits avoir les caractéristiques suivantes, pour du cuivre :
R (résistance)= p.l/s avec
ρ (rho) = 2,3*10^-8 ohm.m (valeur courrament utilisée comportant un coefficient de sécurité alliage température etc etc .)
l = longueur en m.
s = section du câble en m²




Et la réactance linéique (partie réactive de l'impédance)
x = λ.l avec
x en Ω/m
l en m


A plus