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Régulation du réseau

La régulation du réseau, c'est tout simplement le maintien de la fréquence du réseau à 50 Hz. Cette stabilité s'obtient quand la production et la consommation son à un niveau égal. Plus facile à dire qu'à faire puisque la consommation n’est pas complétement prévisible. Pouvoir ajuster les niveaux de production ou de consommation à tout moment est donc essentiel pour maintenir la stabilité du réseau.

Pourquoi a-t-on besoin de la régulation du réseau ?

Avec la croissance des énergies renouvelables et leur intégration sur le réseau électrique, la production connait de nombreuses variations, notamment pour les énergies dites fatales (i.e. dépendantes d’un aléa météorologique). Par exemple, si la puissance des rayons du soleil ou du souffle du vent diminue, la production doit tout de même couvrir la consommation en électricité. A l’inverse, s’il y a beaucoup de vent ou encore si le soleil brille lors d’une belle journée, la production doit s’ajuster et veiller à ne pas dépasser les niveaux de consommation électrique.

Comment faire ?

Les producteurs d’énergies renouvelables sont obligés de fournir leurs pronostics de production du jour pour le lendemain. Les gestionnaires de réseau peuvent ainsi planifier l’injection électrique des autres moyens de production de manière optimale, et de façon à maintenir la fréquence du réseau à 50 Hz.

Et si la consommation varie subitement et la production pronostiquée ne suffit pas ou est trop importante ?

C'est simple : la régulation du réseau intervient avec ce qu’on appelle les services systèmes (réserves primaire et secondaire) et le mécanisme d’ajustement (réserve tertiaire). Ces services et mécanisme permettent de compenser, dans un sens ou dans l’autre, les variations de fréquence du réseau dans un certain laps de temps : de quelques secondes ou minutes pour les réserves primaires et secondaires, ou de durée variable selon les nécessités de service pour la réserve tertiaire.

Régulation positive et régulation négative

Pour réguler le réseau électrique, il ne s’agit pas seulement de réguler le réseau en augmentant la production, mais il s’agit aussi de la diminuer.

Lorsque la consommation augmente subitement et la production est à ce moment insuffisante, il faut pouvoir augmenter très rapidement la production électrique sur le réseau. On fait alors appel aux réserves positives, en augmentant la production instantanée : on parle de régulation positive. A contrario, lorsque la consommation chute subitement, il y a d’un coup trop de courant sur le réseau. On diminue alors les niveaux de production en diminuant la production des centrales modulables : on parle de régulation négative.

Une centrale produit comme d’habitude à pleine charge et est connectée par son module de communication (par exemple, une Next Box) au marché de régulation du réseau.
Le producteur offre sur le marché de l’électricité son service de modulation de sa production électrique à la hausse et/ou à la baisse, et reçoit en échange une rémunération pour la mise à disposition de sa réserve.
Lors de l’appel - par exemple une diminution de la production -, le producteur perçoit également une rémunération pour la variation de puissance : il est payé cette fois-ci pour la prestation effectuée.

Le dimensionnement des réserves

  • Pour la réserve primaire

Afin de réguler les variations du réseau électrique européen, les centrales appelées doivent fournir un volume correspondant à l’arrêt de deux groupes majeurs de production électrique, soit l’équivalent de 3 000 MW. La part du réseau français sur ces 3 000 MW de réserve européenne est de 600 MW. En pratique, les groupes de production à partir d’une certaine taille ont obligation de réserver une partie de leur puissance pour les réserves. Mais aujourd’hui, les agrégateurs aussi contribuent à cette régulation du réseau : en agrégeant plusieurs groupes de production et de consommation de tailles différentes, ils offrent ainsi de la réserve au réseau.

  • Pour la réserve secondaire

La réserve secondaire sur le système électrique français est comprise entre 500 MW et 1 000 MW : 500 MW de réserve en période estivale en période creuse et 1 000 MW de réserve en période hivernale en période de pointe de consommation. Là aussi, les agrégateurs peuvent participer en offrant de la réserve. Les possibilités de modulation et de régulation du réseau via les réserves primaires et secondaires peuvent parfois être insuffisante : il faut alors faire appel à la réserve tertiaire, aussi appelée le mécanisme d’ajustement.

  • Pour la réserve tertiaire

Tous les acteurs - producteurs ou consommateurs ou agrégateurs - peuvent, à partir d’une certaine puissance disponible, participer au mécanisme d’ajustement. Le principe est celui des appels d’offres, où les acteurs participant proposent chaque jour des niveaux de réserves à des conditions technico-économiques particulières. Jugées par RTE, les offres seront ensuite sélectionnées pour être appelées.

On distingue deux types de réserves tertiaires :

  • La réserve rapide - Celle-ci est activable en moins de 15 minutes et doit permette de couvrir 1 000 MW de puissance. Ainsi conjuguée à la réserve secondaire (au maximum 1 000 MW de réserve tertiaire + 500 MW de réserve secondaire), cela permet de couvrir la défaillance du plus gros groupe de production français de 1 500 MW en moins de 15 minutes.
  • La réserve complémentaire - Activable en moins de 30 minutes, la réserve complémentaire est dimensionnée à 500 MW et permet de reconstituer la réserve secondaire pour un autre appel.

Les réserves, comme leur nom l’indique, sont activées dans l’ordre de leur nom (primaire, secondaire et tertiaire) et se substituent l’une à l’autre au fur et à mesure du temps écoulé. Ainsi, chacune est régulièrement appelée dans des volumes variables chaque jour. Les prix des réserves primaires et secondaires sont fixés par avance par RTE alors que la réserve tertiaire est soumise à appels d’offres.