Raccordement des installations photovoltaïques au …

1 Etudes Scientifiques Pr normatives Sur Le Raccordement Au R seau Electrique D installations Techniques Photovolta ques Raccordement des installations photovolta ques au r seau public de distribution lectrique basse tension Cadre r glementaire, impacts et pr conisations ESPRIT Raccordement des installations photovolta ques au r seau public de distribution lectrique basse tension V24 Page 2 sur 64 Avril 2010 ESPRIT Raccordement des installations photovolta ques au r seau public de distribution lectrique basse tension Cadre r glementaire, impacts et pr conisations R dacteurs : H.

2 Colin (CEA-INES), C. Duvauchelle (EDF), G. Moine (TRANSENERGIE), Y. Tanguy (TRANSENERGIE), B. Gaiddon (HESPUL), T. Tran-Quoc (IDEA) Travaux r alis s avec le soutien financier de l ADEME Avril 2010 ESPRIT Raccordement des installations photovolta ques au r seau public de distribution lectrique basse tension V24 Page 3 sur 64 Avril 2010 R sum Le pr sent document est le fruit d un travail collaboratif r alis dans le cadre du projet de recherche ESPRIT, qui traite du Raccordement des installations photovolta ques (PV) au r seau public de distribution basse tension en France m tropolitaine.

3 Il rappelle le cadre r glementaire et technique fran ais dans lequel se font les raccordements au r seau, identifie ses carences et incoh rences et recense les interactions, potentielles ou av r es entre les installations PV et les r seaux publics de distribution. Des anomalies de fonctionnement constat es sur des installations en service sont ensuite list es et analys es pour conduire des recommandations et pr conisations en vue de pallier aux manques de la r glementation fran aise et de d finir un cahier des charges rassemblant les exigences auxquelles devraient se conformer les onduleurs PV. L objectif est d tablir les bases d un cadre r glementaire qui satisfera les gestionnaires du r seau et les producteurs et qui permettra un meilleur fonctionnement des installations PV raccord es.

4 Mots cl s PHOTOVOLTA QUE, RESEAU, INTERACTIONS, PRECONISATIONS Summary The present document is the result of a collaborative work carried out in the framework of the ESPRIT research project, which deals with the connection of photovoltaic (PV) systems to the low voltage public distribution grid in metropolitan France. It presents the standards and the technical requirements in force related to the connection of PV installations to the grid. It identifies their weaknesses and inconsistencies and classifies the potential or real interactions between PV systems and public distribution grids. Some technical problems, occurring in existing PV installations , are listed.

5 Then recommendations are given in order to compensate the lacks of the French regulation and define the specifications and technical requirements grid-connected PV inverters should comply with. The objective is to settle the basis of a regular framework that will satisfy both grid operators and producers, and enable a better operation of grid-connected PV systems. Key words PHOTOVOLTAIC, GRID, INTERACTIONS, RECOMMENDATIONS ESPRIT Raccordement des installations photovolta ques au r seau public de distribution lectrique basse tension V24 Page 4 sur 64 Avril 2010 Sommaire 6 CADRE DU 7 INTRODUCTION.

6 7 I. RAPPEL SUR LES OBLIGATIONS ET EXIGENCES DES GESTIONNAIRES DE RESEAU .. 9 CADRE 9 Textes .. 9 MAITRISE DU PLAN DE 10 ETUDES DE Raccordement EFFECTUEES PAR LE GESTIONNAIRE DU 11 But des tudes de Raccordement .. 11 Exigences vis- -vis des producteurs d nergie PV .. 11 SECURITE DES BIENS ET 11 DOMAINE DE FONCTIONNEMENT DE L 12 POINTS NON COUVERTS PAR LA REGLEMENTATION ET LES NORMES EN 12 Manques .. 12 Ambigu t s .. 13 II. IMPACTS POTENTIELS DES installations PV SUR LE 15 PRINCIPAUX IMPACTS GENERES PAR LES installations PHOTOVOLTA 15 El vation locale du niveau de tension.

7 15 Bosses de 17 Variations rapides de puissance .. 17 Harmoniques de 18 Injection de courant continu .. 19 Perturbation des signaux tarifaires .. 20 Contribution aux courants de court circuit .. 20 Impact du PV sur les investissements r seau .. 20 Approche Approche Impact du PV sur les pertes dans les r seaux de 23 Tension r siduelle c t 24 CONSEQUENCES D UNE FORTE DENSITE D ONDULEURS 24 Effets et configurations rencontr es .. 24 El vation locale de la tension .. 25 D s quilibre entre phases .. 25 Interactions entre onduleurs .. 26 III. INFLUENCE DES CARACTERISTIQUES DES RPD SUR LE FONCTIONNEMENT DES installations PHOTOVOLTA 27 ORIGINE DES PHENOMENES INFLUEN ANT LE FONCTIONNEMENT DES installations PV.

8 27 REGIME DE NEUTRE ET COURANTS DE 27 NIVEAU DE TENSION DU 28 VARIATION DE L IMPEDANCE DU 28 CREUX DE TENSION ET TENUE DES SYSTEMES PV .. 29 PRESENCE DE COMPOSANTE CONTINUE ET D HARMONIQUES DE 30 SIGNAUX 30 INTER 30 IV. PISTES DE RECHERCHE ET 31 31 PRECONISATIONS POUR LE CADRE REGLEMENTAIRE DU Raccordement DU PV AU 31 ESPRIT Raccordement des installations photovolta ques au r seau public de distribution lectrique basse tension V24 Page 5 sur 64 Avril 2010 Unicit des textes de r f rence .. 31 Harmonisation des r glages des seuils tension et fr quence des protections types B1, B2 et VDE 32 Prise en compte des caract ristiques des moyens de production dans la r daction des textes contractuels et r 34 Distinction entre onduleurs avec/sans transformateur sur les aspects s curit.

9 34 Taux d harmoniques de courant en BT .. 34 Prise en compte des capacit s de production lors des tudes de cr ation de r seaux BT 35 PRECONISATIONS POUR L ELABORATION D UN CAHIER DES CHARGES POUR LES 35 Avant-propos .. 35 Pr conisations vis- -vis des impacts du PV sur le El vation du niveau de Bosses de tension ..38 Variation rapide de la puissance de l Harmoniques de Injection de courant Courant de Tension r siduelle c t Perturbations entre D s quilibre entre phases ..41 Pr conisations vis- -vis des impacts du RPD sur les installations PV .. 42 R seaux de distribution et r gime de neutre.

10 42 Courant de fuite et protection diff Surveillance de perte du r seau amont sur crit re d imp dance ..44 Tenue aux creux de Harmoniques de tension, Signaux Autres pr conisations .. 46 Pr sence de tension r siduelle c t Risque d' lotage ..46 Absorption/production de puissance r Surfr quence ..48 Ecr tage des pointes de Fonctionnement en mode secouru ..49 Etiquetage des 51 REFERENCES .. 55 58 ANNEXES .. 59 ESPRIT Raccordement des installations photovolta ques au r seau public de distribution lectrique basse tension V24 Page 6 sur 64 Avril 2010 Pr ambule Le pr sent document est le fruit d un travail collaboratif r alis dans le cadre d un projet de recherche cofinanc par l ADEME : le projet ESPRIT (Etudes Scientifiques Pr normatives sur le Raccordement au r seau des installations Techniques photovolta ques) ; il est relatif au Raccordement des installations photovolta ques au r seau public de distribution.