Systeme de transmission flexible en courant alternatif

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Un système de transmission flexible en courant alternatif, est un équipement d'électronique de puissance d'appoint utilisé pour contrôler la tension, augmenter les capacités de transit, ou assurer la stabilité dynamique des réseaux de transmission d'électricité.

Il est généralement connu sous l'acronyme anglais FACTS (pour Flexible Alternating Current Transmission System). Il n'existe pas d'acronyme d'usage courant en français.

Fonctionnement

Un FACTS agit généralement en fournissant ou en consommant dynamiquement de la puissance réactive sur le réseau. Ceci a pour effet d'augmenter ou de diminuer l'amplitude de la tension à son point de connexion, et par conséquent la puissance active maximale transmissible. Les FACTS sont utilisés aussi pour le filtrage des courants harmoniques.

• Les condensateurs shunts fournissent de la puissance réactive, et augmentent localement la tension du réseau (utilisé en période de forte consommation ou dans les zones éloignées des centres de production).
• Les réactances shunts consomment de la puissance réactive, et diminuent la tension du réseau (utilisé en période de faible consommation, la nuit notamment).
• Les condensateurs série permettent de diminuer l'impédance des liaisons électriques et d'augmenter la puissance transmissible par ces liaisons (une liaison électrique haute-tension est en effet essentiellement inductive).
• Les réactances série augmentent l'impédance d'une liaison électrique, afin de mieux répartir les courants sur les différentes liaisons.

L'ordre de grandeur de la puissance d'un FACTS va de quelques MVA à quelques centaines de MVA.

Types de FACTS

Le terme FACTS désigne en fait une classe d'équipement qui regroupe une longue liste de sigles (anglophones en général); ils sont répartis en trois catégories :

FACTS shunt.

Parallèles :

• SVC (Static VAR Compensator) : compensateur d'énergie réactive shunt ;
  • TCR (Thyristor-Controlled Reactor) : inductance contrôlée par thyristors,
  • MSR (Mecanically Controlled Reactor) : inductance commutée mécaniquement,
  • TSC (Thyristor-Switched Capacitor) : condensateur commuté par thyristors,
  • MSC (Mecanically Switched Capacitor) : condensateur commuté mécaniquement, parfois arrangé sous forme de filtre anti-harmonique
  • CSPR (Compensateur Statique de Puissance Réactive) ;

• Statcom (Static Compensator) : compensateur d'énergie réactive shunt (source de tension) ;
  • D-Statcom: idem mais pour les réseaux de distribution.

Série :

• TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitors) : Condensateurs Série contrôlés par Thyristor ;
• SSSC (Static Synchronous Series Compensator) : Compensateur série (Réactances ou Condensateurs).

Hybrides (serie - parallèle) :

• UPFC (Unified Power Flow Controller) ;
• IPFC (Interline Power Flow Controller) ;
• TCPAR (Thyristor Controlled Phase Angle Regulator).

Autres équipements assimilables

HVDC

Un HVDC dit « back to back » (dos à dos), dont les deux extrémités sont sur le même lieu et ne comporte donc pas de ligne de transmission à courant continu, peut être assimilé à un FACTS, puisque son unique rôle est de contrôler le transit de puissance entre deux réseaux alternatifs.

Systèmes de stockage d'énergie

Les systèmes de stockage temporaire d'énergie ne sont pas à proprement parler des FACTS, mais peuvent leur être combinés ou associés et participer à la qualité du réseau électrique :

• BESS (Battery Energy Storage System) : stockage d'énergie par batterie ;
• SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage): stockage d'énergie par inductance supraconductrice ;
• SCES (Super Capacitor Energy Storage) stockage d'énergie par supercondensateur ;
• KESS (Kinetic Energy Storage System) : stockage inertiel d'énergie ;
• CAES (Compressed Air Energy Storage) : stockage d'énergie par air comprimé.

Transformateur déphaseur

Bien que très différent des FACTS par leur technologie, les transformateurs déphaseurs ont un rôle analogue aux FACTS : contrôler les transits d'énergies dans un réseau électrique. Il s'agit de transformateurs assez classiques, dont le rapport de transformation est voisin de 1, mais dont les tensions d'entrée et de sortie sont déphasées d'un angle en général variable. Le contrôle de cet angle permet de contrôler la tension locale du réseau, et par là de jouer sur la puissance transmissible par le réseau.

Liens

• EPRI

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