Étude des émissions harmoniques pour le raccordement d
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1. ERDF LECTRICIT R SEAU DISTRIBUTION FRANCE Direction R seau ALLAIT tude des missions harmoniques pour le raccordement d une production d centralis e en HTA Identification ERDF PRO RE S_13E Version V3 Nombre de pages 8 TnnnnnnnnnnnntntttrtrtttttttttrnnnrrrnrrennE Date lt Version d ee Nature de la modification Annule et remplace application 1 09 09 2005 Cr ation 2 09 10 2006 Changement d identit visuelle 3 01 03 2008 Prise en compte de l identit visuelle d ERDF NOP RES_40E R sum Avertissement Ce document d crit l tude des missions harmoniques pour le raccordement d une production d centralis e en HTA www erdfdistribution fr ERDF SA directoire et conseil de surveillance au capital de 270 037 000 euros R C S de Nanterre 444 608 442 Copyright ERDF 2008 ERDF est certifi ISO 14001 pour l environnement tude des missions harmoniques pour le raccordement d une production d centralis e en HTA SOMMAIRE OO eee aa a a aaia 3 2 Seuils ADPIICADISS 25 nn nnn nnnn nnnm taste einen 3 3 M thode enseia eoii aaea en deL eaaa ieena aaaea Edna dias 3 4 Site olien e aa a aada a a araea 4 4 1 Crit re de d clenchement de l tude 4 42 Donn es d entr e es en nn motte 4 4 3 Calcul des taux d mission des courants harmoniques d un site 4 4 3 1 Cas o le site est compos d2. a rog n rateurs identiques 4 3 2 Cas o le site est compos de groupes d a rog n rateurs diff rents sssseseeseeseesrrnnseneeeerrenee 4 3 3 Loi de sommation issue des normes CEI 61400 21 et CEI 61000 3 6 nssssssssserrnnseessrrnrrnnsen 5 Site NON COMME ooriianeoiine tuee phe ien eaaa aeaiiai aiddi aa 6 5 1 Crit re de d clenchement de l tude tt rtreennnnn nnne enne 5 2 Donn es d ONRO yra aa eo re nn 5 3 Calcul des taux d mission des courants harmoniques d un site 5 3 1 Cas o le site est compos d onduleurs identiques 5 3 2 Cas o le site est compos de groupes d onduleurs diff rents ssssssenenennseeeeenrrnnseerrtrnrrenserene 5 3 3 Loi de sommation issue de la norme CEI 61000 3 6 ssssnsssssssesesrinnresseetrtnnrnnsttrnrrnnsnnnsrenrrnn nenne ERDF lectricit R seau Distribution France www erdfdistribution fr ERDF PRO RES_13E Version 3 01 03 2008 Page 2 8 tude des missions harmoniques pour le raccordement d une production d centralis e en HTA 1 Objet de l tude L objet de l tude est de v rifier que les injections en courant harmonique d un site ne d passent pas les limites r glementaires fix es par l arr t du 17 mars 2003 2 Seuils applicables Les limites d mission en courant sont issues de l arr t du 17 mars 2003 relatif aux conditions te
3. rangs 10 50 5 3 2 Cas o le site est compos de groupes d onduleurs diff rents 5 3 2 1 Calcul pr alable du courant mis par chaque groupe sur chacun des rangs Le calcul doit tre r alis la tension nominale de livraison a S il s agit d lectronique de puissance thyristors l groupe n x In onduleur n nombre d onduleurs du groupe et In onduleur In onduleur x Taux onduleur rang h x Un onduleur Un PDL b S il s agit d lectronique de puissance IGBT lIn groupe n 1 B x In onduleur n nombre d onduleurs du groupe Ih onduleur onduleur x Taux onduleur rang h x Un onduleur Un PDL B 1 des rangs 2 4 B 1 4 des rangs 5 10 B 2 des rangs 10 50 5 3 2 2 Somme des courants mis par chaque groupe sur chacun des rangs Le calcul doit tre r alis la tension nominale de livraison D une part les courants mis par les groupes de machines d lectronique de puissance EP thyristors doivent tre somm s alg briquement sur chacun des rangs In groupes EP thyristors Ip groupe 1 In groupe 2 In groupe 3 D autre part les courants mis par chaque groupe de machines lectronique de puissance IGBT doivent tre somm s sur chacun des rangs en appliquant la loi de sommation issue de la norme CEI 61000 3 6 lIn groupes EP IGBT l groupe 1 B I groupe 2 Ip groupe 3 B 1 B B 1 des rangs 2 4 B 1 4 des rangs 5 10 B 2 des r
4. site rang h h site I site 4 3 3 Loi de sommation issue des normes CEI 61400 21 et CEI 61000 3 6 _ B hhz f gt lhi en amp res avec n nombre d d a rog n rateurs et B fonction du rang h i 1 Rang d harmonique ar us h lt 5 1 0 S lt oush gt ous10 14 h gt 10 5 Site non olien 5 1 Crit re de d clenchement de l tude L tude n est r aliser que pour les sites non oliens comportant de l lectronique de puissance coupl e en permanence 5 2 Donn es d entr e Les taux maximums de courants harmoniques inject s en sortie d a rog n rateur sont calcul s du rang 2 au rang 50 Une valeur doit tre indiqu e pour chaque rang du rang 2 au rang 50 le cas ch ant la valeur 0 Si tel n est pas le cas l tude Harmoniques ne peut tre r alis e et les conclusions de l tude de raccordement ne peuvent tre rendues Le taux consid r est le rapport en entre la valeur du courant harmonique de rang h Ih et la valeur du Sn onduleur Au onduleurr courant nominal In de l onduleur 7 Sn tant la puissance apparente nominale de l onduleur Le taux consid r est une valeur moyenne 10 mn 5 3 Calcul des taux d mission des courants harmoniques d un site 5 3 1 Cas o le site est compos d onduleurs identiques 5 3 1 1 S il s agit d lectronique de puissance thyristors La commutation de ce type d lectronique de puissance tant assist e ouvertur
5. angs 10 50 ERDF lectricit R seau Distribution France www erdfdistribution fr ERDF PRO RES_13E Version 3 01 03 2008 Page 7 8 tude des missions harmoniques pour le raccordement d une production d centralis e en HTA Enfin les courants mis par l ensemble des groupes de machines d lectronique de puissance thyristors et par l ensemble des groupes de machines d lectronique de puissance IGBT doivent tre somm s sur chacun des rangs en appliquant la loi de sommation issue de la norme CEI 61000 3 6 ln site Ip groupes EP thyristors In groupes EP IGBT 1B 1 1 B B 1 des rangs 2 4 B 1 4 des rangs 5 10 2 des rangs 10 50 5 3 2 3 Calcul des taux mis par le site sur chacun des ra Taux site rang h I site I site 5 3 3 Loi de sommation issue de la norme CEI 61000 3 6 n PE h h i en amp res i 1 Avec n nombre d onduleurs et B fonction du rang h Rang d harmonique nn h lt 5 1 0 5 lt ou h gt ou 10 h gt 10 2 0 ERDF lectricit R seau Distribution France www erdfdistribution fr ERDF PRO RES_13E Version 3 01 03 2008 Page 8 8
6. chniques de raccordement au r seau public des installations de production autonome d nergie lectrique le gestionnaire d une installation de production dont la puissance de raccordement est sup rieure 100 kVA doit limiter les courants harmoniques inject s sur ce r seau Les limites sont d termin es au prorata de la puissance apparente maximum de l installation de production Pref A chaque harmonique de rang n est associ un coefficient de limitation kp Le gestionnaire de l installation doit limiter ses courants harmoniques la valeur P I k 1 o U est la valeur de la tension contractuelle P la puissance apparente maximum de n n 5 U l installation de production Le tableau ci dessous donne la valeur de kpn en fonction du rang n de l harmonique Rangs impairs Kn Rangs pairs kn 3 4 0 2 2 0 5et7 5 0 4 1 0 9 20 gt 4 0 5 11et13 3 0 gt 13 2 0 3 M thode Il s agit de calculer les taux de courants harmoniques au point de livraison du rang 2 au rang 50 mis par le site partir des missions individuelles de chaque a rog n rateur onduleur Le site ne peut tre raccord en l tat si la limite admissible est d pass e sur un ou plusieurs des rangs compris entre le rang 2 et le rang 25 Le producteur doit aucune solution r seau ne permettant de lever cette contrainte v soit effectuer un meilleur r glage de la commande de l l
7. e possible des thyristors uniquement au passage de la tension 0 les courants harmoniques mis par chaque onduleur peuvent avoir le m me d phasage par rapport au fondamental Pour estimer la valeur des courants harmoniques mis au niveau du site il convient donc de faire la somme alg brique de ces courants sur chaque rang ERDF lectricit R seau Distribution France www erdfdistribution fr ERDF PRO RES_13E Version 3 01 03 2008 Page 6 8 tude des missions harmoniques pour le raccordement d une production d centralis e en HTA Les taux d mission des courants harmoniques du site sont donc gaux aux taux mis par un seul onduleur Taux site rang h Taux onduleur rang h 5 3 1 2 S il s agit d lectronique de puissance IGBT La commutation de ce type d lectronique de puissance tant forc e ouverture fermeture possible des transistors n importe quel moment les courants harmoniques mis par chaque onduleur n auront pas le m me d phasage par rapport au fondamental Pour estimer la valeur des courants harmoniques mis au niveau du site il convient donc de tenir compte de ce foisonnement La loi de sommation est appliqu e selon la norme CEI 61000 3 6 voir 4 3 3 Ce qui donne pour les taux d mission des courants harmoniques du site comme les onduleurs sont identiques Taux site rang h n 1 6 1 x Taux onduleur rang h B 1 des rangs 2 4 B 1 4 des rangs 5 10 8 2 des
8. ectronique de puissance EP v soit mettre en uvre un syst me de filtrage actif ou passif au niveau de chaque a rog n rateur onduleur v soit mettre en uvre un syst me de filtrage actif ou passif centralis au niveau du site S il choisit de mettre en uvre l une des deux premi res solutions le producteur doit fournir les nouveaux taux maximums de courants harmoniques inject s en sortie d a rog n rateur onduleur du rang 2 au rang 50 afin qu une nouvelle v rification soit effectu e 1 Par a rog n rateur nous entendons l interface base de l lectronique de puissance g n rant des harmoniques au niveau de l olienne et par onduleur l interface base de l lectronique de puissance g n rant des harmoniques au niveau d un autre module de production ERDF lectricit R seau Distribution France www erdfdistribution fr ERDF PRO RES_13E Version 3 01 03 2008 Page 3 8 tude des missions harmoniques pour le raccordement d une production d centralis e en HTA S il choisit la troisi me solution le producteur s engage dans la convention de raccordement la mise en en uvre d un syst me de filtrage actif ou passif centralis au niveau du site la garantie de maintien des niveaux d missions en courants harmoniques du site du rang 2 au rang 25 inf rieures aux limites admissibles 4 Site olien 4 1 Crit re de d clenchement de l tude L tude n est r aliser que p
9. mission des courants harmoniques d un site Remarque les calculs suivants s appliquent pour des niveaux harmoniques mesur s en sortie a rog n rateurs 4 3 1 Cas o le site est compos d a rog n rateurs identiques 4 3 1 1 S il s agit d lectronique de puissance thyristors La commutation de ce type d lectronique de puissance tant assist e ouverture possible des thyristors uniquement au passage de la tension 0 les courants harmoniques mis par chaque a rog n rateur peuvent avoir le m me d phasage par rapport au fondamental Pour estimer la valeur des courants harmoniques mis au niveau du site il convient de faire la somme alg brique de ces courants sur chaque rang Les taux d mission des courants harmoniques du site sont gaux aux taux mis par un seul a rog n rateur Taux site rang h Taux a rog n rateur rang h Recommandation allemande Eigenerzugungsanlagen am mittelspannungnetz 2 Ausgabe 1998 VWEW ERDF lectricit R seau Distribution France www erdfdistribution fr ERDF PRO RES_13E Version 3 01 03 2008 Page 4 8 tude des missions harmoniques pour le raccordement d une production d centralis e en HTA 4 3 1 2 S il s agit d lectronique de puissance IGBT3 La commutation de ce type d lectronique de puissance tant forc e ouverture fermeture possible des transistors n importe quel moment les courants harmoniques mis par chaque a rog n rateur
10. n auront pas le m me d phasage par rapport au fondamental Pour estimer la valeur des courants harmoniques mis au niveau du site il convient donc de tenir compte de ce foisonnement La loi de sommation est appliqu e selon les normes CEI 61400 21 et CEI 61000 3 6 voir 4 3 3 Ce qui donne pour les taux d mission des courants harmoniques du site comme les a rog n rateurs sont identiques Taux site rang h n 1 6 1 x Taux a rog n rateur rang h B 1 des rangs 2 4 B 1 4 des rangs 5 10 B 2 des rangs 10 50 4 3 2 Cas o le site est compos de groupes d a rog n rateurs diff rents 4 3 2 1 Calcul pr alable du courant mis par chaque groupe sur chacun des rangs Le calcul doit tre r alis la tension nominale de livraison a S il s agit d lectronique de puissance thyristors l groupe n x I a rog n rateur n nombre d a rog n rateurs du groupe lI a rog n rateur a rog n rateur x Taux a rog n rateur rang h x Un a rog n rateur Un PDL b S il s agit d lectronique de puissance IGBT In groupe n 1 B x In a rog n rateur n nombre d a rog n rateurs du groupe I a rog n rateur a rog n rateur x Taux a rog n rateur rang h x Un a rog n rateur Un PDL B 1 des rangs 2 4 B 1 4 des rangs 5 10 B 2 des rangs 10 50 4 3 2 2 Somme des courants mis par chaque groupe sur chacun des rangs Le calcul doit tre r alis la ten
11. our les fermes oliennes comportant au moins un a rog n rateur de la famille 4 4bis 5 5bis 5ter ou 6 Ces familles sont d finies dans le document Mode d emploi des fiches de collectes de renseignements L injection en courant harmonique des machines synchrones ou asynchrones sans lectronique de puissance coupl e en permanence au r seau peut tre consid r e comme n gligeable 4 2 Donn es d entr e Les taux maximums de courants harmoniques inject s en sortie d a rog n rateur sont calcul s du rang 2 au rang 50 conform ment la norme CEI 61400 21 ou la recommandation allemande VWEW pour chaque type d a rog n rateur de famille 4 4bis 5 5bis 5ter ou 6 composant la ferme Une valeur doit tre indiqu e pour chaque rang du rang 2 au rang 50 ventuellement la valeur 0 le cas ch ant Si tel n est pas le cas l tude Harmoniques ne peut tre r alis e et les conclusions de l tude de raccordement ne peuvent tre rendues Le taux consid r est le rapport en entre la valeur du courant harmonique de rang h Ih et la valeur du courant nominal In de l a rog n rateur 7 so Sn tant la puissance install e apparente a rog n rateur J 3U n a rog n rateur des g n rateurs lectriques Le taux consid r est une valeur moyenne 10 mn Le taux consid r est le taux maximum apparaissant quel que soit le niveau de charge de l a rog n rateur 4 3 Calcul des taux d
12. sion nominale de livraison Les courants mis par les groupes de machines d lectronique de puissance EP thyristors doivent tre somm s alg briquement sur chacun des rangs In groupes EP thyristors groupe 1 I groupe 2 I groupe 3 Les courants mis par chaque groupe de machines lectronique de puissance IGBT doivent tre somm s sur chacun des rangs en appliquant la loi de sommation issue des normes CEI 61400 21 et CEI 61000 3 6 l groupes EP IGBT l groupe 1 B I groupe 2 B l groupe 3 B 1 8 B 1 des rangs 2 4 B 1 1 4 des rangs 5 10 B 1 2 des rangs 10 50 Enfin les courants mis par l ensemble des groupes de machines d lectronique de puissance thyristors et par l ensemble des groupes de machines d lectronique de puissance IGBT doivent tre somm s sur chacun des rangs en appliquant la loi de sommation issue des normes CEI 61400 21 et CEI 61000 3 6 3 Insulate Gate Bipolar Transistor ERDF lectricit R seau Distribution France www erdfdistribution fr ERDF PRO RES_13E Version 3 01 03 2008 Page 5 8 tude des missions harmoniques pour le raccordement d une production d centralis e en HTA ln site I groupes EP thyristors 8 Ip groupes EP IGBT 16 1 1 B B 1 des rangs 2 4 B 1 4 des rangs 5 10 B 2 des rangs 10 50 4 3 2 3 Calcul des taux mis par le site sur chacun des rangs Taux
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