[Energie] Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente
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Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente



  1. #1
    Ben9740

    Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente


    ------

    Bonjour,

    Je sais que la demande est supérieure à la production du réseau, la fréquence diminue car les alternateurs fournissant le réseau ralentissent. Cependant, je ne comprends pas ce qui physiquement fait qu'une surcharge ralentit les alternateurs et donc fait diminuer la fréquence ? Quel équation de l'alternateur régit ce phénomène ?

    Bien à vous,

    -----

  2. #2
    Gwinver

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Bonsoir.

    C'est tout simple, un moteur capable de fournir une certaine puissance ralentit lorsque la puissance demandée est au dessus de ses possibilités.
    Ici c'est le même phénomène, les alternateurs sont trop freinés par une demande trop élevée.

  3. #3
    Ben9740

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Merci pour votre réponse rapide.

    Mais mathématiquement, comment est-ce que cela se traduit ? Quelle équation de l'alternateur entre en jeu ?

  4. #4
    gienas
    Modérateur

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Bonsoir Ben9740 et tout le groupe

    Bienvenue sur le forum.

    Citation Envoyé par Ben9740 Voir le message
    ... Je sais que la demande est supérieure à la production du réseau, la fréquence diminue car les alternateurs fournissant le réseau ralentissent ...
    Je ne suis pas sûr de bien comprendre le sens caché de ta véritable question.

    Le réseau n’à pas la réponse d’un alternateur, qu’il. n’est d’ailleurs plus depuis bien des décennies. Il doit être considéré comme capable d’une puissance infinie, pour que l’ajout d’une charge quelconque ne puisse pas le ralentir.

    Comme sa fréquence est très utilisée en tant que base de temps, dans de nombreux systèmes, il y a une garantie très serrée du nombre de périodes très exact (donc sans le moindre décalage) sur des durées très longues. Pour y parvenir, il est toléré un écart de fréquence de l’ordre du +/- 1/10 Hz avec un rattrapage si une avance ou un retard ont dûs se produire.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    gextor

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Salut Ben9740,

    Voir ce cours sur les moteurs par exemple. Pour un alternateur, c'est le même principe.

    La formule qui t'intéresse est donné en b) Mise en mouvement des masses. Tr est lié à la charge électromagnétique raccordée à l'alternateur.

    Toute variation de (Tm-Tr) impacte la vitesse de rotation de l'alternateur et donc la fréquence.

    Pour davantage d'info, rechercher équation des masses tournantes.

  7. #6
    jiherve

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    bonsoir,
    lorsque la demande augmente quelque part en Europe et que les sources locales peinent à fournir alors tout le réseau européen baisse en fréquence car il est interconnecté.
    ici la fréquence en temps réel ou presque :https://www.swissgrid.ch/fr/home/ope...rent-data.html
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  8. #7
    Gwinver

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Bonsoir.

    En complément, après que la fréquence ait été amenée à baisser, il s'ensuit une certaine période de fréquence plus élevée pour que els systèmes synchronisés sur le secteur retrouvent l'heure.

    https://www.rte-france.com/riverains...ibre-du-reseau

    Le point d’équilibre est à 50 hertz. S’il y a plus de demande que d’offre, la fréquence baisse. A contrario, si l’offre est supérieure à la demande, la fréquence augmente».
    La limite inférieure tolérée est de 49 Hz:

    https://www.energuide.be/fr/question...le%20blackout.


    Si on en injecte trop peu pour satisfaire la demande, la fréquence baisse. A partir de 49 Hertz, le plan de délestage automatique est activé afin d’éviter le blackout. Car si la fréquence chute trop, les centrales déclenchent les unes après les autres, jusqu’à l’effondrement complet du réseau c’est-à-dire le blackout.`

  9. #8
    XK150

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Citation Envoyé par Ben9740 Voir le message
    Merci pour votre réponse rapide.

    Mais mathématiquement, comment est-ce que cela se traduit ? Quelle équation de l'alternateur entre en jeu ?
    Physiquement , la surconsommation est prise sur l'énergie cinétique des pièces tournantes ( rotors alternateur et turbine essentiellement ):

    " Lorsqu’un utilisateur enclenche un appareil, la puissance consommée supplémentaire est prélevée sur l’énergie cinétique de rotation des rotors des générateurs. En l’absence de mesures correctrices, il s’ensuit un ralentissement de toutes les machines synchrones, soit une baisse de la fréquence. Il en va de même lorsqu’une usine de production électrique tombe subitement en panne. Toute variation de fréquence reflète ainsi un déséquilibre entre production et consommation. "

    WIKI : https://fr.wikipedia.org/wiki/Stabil...3%A9lectriques

    Donc , vous pouvez calculer ce que devient la vitesse de rotation au fur et à mesure de la décroissance de l'énergie cinétique mécanique des pièces tournantes consommée par la surcharge .

    L'énergie cinétique du rotor d'un alternateur du nucléaire est d'environ 1500MJ , ce qui correspond en gros à celle d'un train de 1000 tonnes roulant à 200 km/h .
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  10. #9
    Gyrocompas

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Bonjour,
    C'est un peu comme avec un moteur thermique.
    Chaque tour fournit une puissance, en ralentissant, moins de puissance est demandée au niveau thermique principalement.
    Voir ici, retenir la plage de variation de fréquence : https://www.swissgrid.ch/fr/home/ope...frequency.html

  11. #10
    Jean4259

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Bonsoir,
    Il serait intéressant de trouver un lien qui montre les différentes régulations de l'alternateur et de la turbine, pour avoir une variation de la vitesse, de la tension et de la charge.

  12. #11
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Bonsoir,
    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    L'énergie cinétique du rotor d'un alternateur du nucléaire est d'environ 1500MJ , ce qui correspond en gros à celle d'un train de 1000 tonnes roulant à 200 km/h .
    C'est énorme, mais en même temps très peu : pour un reacteur de ~ 1 GW, ca ne fait un stockage d'énergie de durée, à puissance nominale, que de l'ordre de qq secondes. Vu autrement : de ce point de vue, une centrale nucléaire ne peut délivrer 20% de surcharge (en échelon) que pendant une quinzaine de secondes.
    Ou bien je rate quelque chose ?

    > https://www.swissgrid.ch/fr/home/ope...rent-data.html
    A quoi correspond l'angle indiqué sur le graphique en bas de page ?
    Dernière modification par Antoane ; 22/11/2024 à 17h15.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  13. #12
    XK150

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Bonsoir,

    C'est énorme, mais en même temps très peu : pour un reacteur de ~ 1 GW, ca ne fait un stockage d'énergie de durée, à puissance nominale, que de l'ordre de qq secondes. Vu autrement : de ce point de vue, une centrale nucléaire ne peut délivrer 20% de surcharge (en échelon) que pendant une quinzaine de secondes.
    Ou bien je rate quelque chose ?

    > https://www.swissgrid.ch/fr/home/ope...rent-data.html
    A quoi correspond l'angle indiqué sur le graphique en bas de page ?
    Oui , sauf que dans la réalité , tous les alternateurs du réseau européen sont couplés . Et 20 % de surcharge soudaine , c'est énorme ! D'où viendrait il ???
    L'inertie joue pour le réglage primaire de la fréquence , les petites variations que l'on peut voir au fréquencemètre .
    Ensuite se mettent en route , les réglages secondaire et tertiaire de la fréquence .

    " La puissance réglante " ( la définition va venir toute seule ) du réseau européen , limitée par les lignes d'interconnexion , est d'environ 50 à 60 000 MW/Hz : ce qui signifie qu'une perte ou une demande de 2600 MW
    ( valeur choisie au hasard , mais qui correspondrait à la perte ( provisoire ! ) de 2 unités nucléaires françaises ) , va entraîner une baisse de fréquence de 2600/60000 = environ 43 mHz , pratiquement invisible pour l'usager moyen .

    Si la France était seule en réseau avec environ 5000 MW/Hz , la baisse serait de 0.5 Hz .

    Dans le même sujet , voir ici : https://forums.futura-sciences.com/p...frequence.html
    Dernière modification par XK150 ; 22/11/2024 à 17h55.
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  14. #13
    Gyrocompas

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Bonjour,
    Ensuite se mettent en route...
    Se souvenir que le moyen le plus réactif à une variation importante du réseau est l'hydroélectricité.
    Le thermique nécessite plus de temps de réponse, ce qui détermine l'ordre de mise en route des moyens lors de la pointe matinale.

    La consommation vue du côté du producteur est la somme aléatoire des usages des abonnés ce qui produit un simili lissage.
    Si tous décidaient à 22h de lancer leur chauffage électrique, cela produirait un échelon auquel le système ne saurait pas répondre...par conséquent, il organiserait sa protection.
    Autrefois SwissGid fournissait la consigne de réglage ainsi que l'heure du réseau (avance/retard).
    Le pas moyen tournait autour de la minute.

  15. #14
    Bounoume

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    pour compliquer encore.....
    L'inertie joue pour le réglage primaire de la fréquence , les petites variations que l'on peut voir au fréquencemètre .
    Ensuite se mettent en route , les réglages secondaire et tertiaire de la fréquence .
    à flux d'excitation constant, la tension efficace fournie par l'alternateur ne varie-t-elle pas (en diminution) quand l'alternateur ralentit?avec conséquence diminution de la puissance à la fois consommée mécaniquement par le rotor, et fournie au réseau?
    Et en plus, je soupçonne le facteur de puissance cos phi, le déphasage entre V et I instantanés ? ? ça va encore compliquer le problème...
    Alors, y a-t-il intervention de régulations du courant d'excitation pour rétablir V efficace à sa valeur nominale (ou au contraire le réduire délibérément poiur diminuer la charge sur le rotor et donc le ralentissement?
    ça pour compliquer encore .....

    ces mécanismes étant très rapides, et vont agir en attendant l'effet du couplage d'autres alternateurs (hydrauliques/gaz tournant déjà à bonne vitesse mais à vide), puis du démarrage d'autres grosses machines [réglages secondaires et tertiaires si j'ai bien compris?]
    Dernière modification par Bounoume ; 24/11/2024 à 19h20.
    rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant.... (Pierre Dac...)

  16. #15
    XK150

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Les sujets ( contrairement à la fréquence , ) dérivent toujours vers le haut ...

    A question simple post 1 , réponse simple post 8 .

    Après , la stabilité des réseaux électriques ( qui n'est pas l'objet de la question ) est d'abord assurée en priorité par les réglages en fréquence primaire , secondaire et tertiaire .

    Ceci étant bien compris , on peut s'intéresser ensuite aux réglages en tension qui sont beaucoup moins critiques vis à vis de la STABILITE du système .
    Voir ici , par exemple : https://fr.wikipedia.org/wiki/Stabil...3%A9lectriques
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  17. #16
    Gyrocompas

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Bonjour,
    A question simple, réponse simple
    Les différents groupes de production sont éloignés de plusieurs centaines de km.
    Il faut également tenir compte des caractéristiques de la ligne de distribution de l'énergie.
    Tous les centres de production contiennent des horloges de référence permettant un calage sur une base hors du réseau.
    Considérer également les sources intermittentes (solaire-éolien) qui doivent s'adapter à la situation locale.

    Vu récemment, la Chine vise une distribution entre 800 KV et 1000KV.
    Les jours de brouillard vont être sympas.

  18. #17
    Bounoume

    Re : Qu'est ce qui fait que la fréquence du réseau diminue quand la demande augmente

    Voir ici , par exemple : https://fr.wikipedia.org/wiki/Stabil...3%A9lectriques
    dès qu'on examine l'alternateur conventionnel tel qu'il et inséré dans le réseau, ça devient des techniques sacrément complexes........ dans un réseau interconnecté immense.... dur dur.... mais ça marche...
    rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant.... (Pierre Dac...)

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