Quels facteurs déterminent quand activer les unités de pointe dans les réseaux électriques

Facteurs déterminant le moment de démarrage des unités de pointe du réseau

Le moment de démarrage des unités de pointe du réseau est principalement déterminé par de multiples facteurs pour assurer le fonctionnement stable et l'utilisation efficace des ressources dans le système électrique. Voici les principaux facteurs qui influencent le moment de démarrage des unités de pointe :

1. Variations de la demande de charge

• Périodes de charge maximale : Lorsque la charge du réseau atteint ou s'approche de son pic (comme pendant les heures de travail ou les pics d'utilisation de la climatisation en été), une capacité de production supplémentaire est nécessaire pour répondre à la demande. À ces moments-là, les unités de pointe peuvent être démarrées.

• Périodes de charge minimale : Pendant la nuit ou d'autres périodes de faible demande d'électricité, le réseau peut avoir besoin de réduire sa production pour éviter le gaspillage. Les unités de pointe peuvent rapidement ajuster leur production ou même s'arrêter pour s'adapter aux variations de charge.

2. Intermittence des énergies renouvelables

• Fluctuations de l'énergie éolienne et solaire : À mesure que les sources d'énergie renouvelables comme l'éolien et le solaire augmentent leur part dans le réseau, leur intermittence et imprévisibilité posent des défis à la stabilité du réseau. Lorsque les vitesses de vent ou l'ensoleillement sont insuffisants, les unités de pointe peuvent rapidement compléter la production manquante.

• Prévisions météorologiques : Des prévisions météorologiques précises aident les centres de dispatching à anticiper la production d'énergie renouvelable, leur permettant de décider quand démarrer les unités de pointe.

3. Prix sur le marché de l'électricité

• Fluctuations des prix : Sur les marchés de l'électricité, les prix fluctuent en fonction de l'offre et de la demande. Lorsque les prix sont élevés (généralement en raison d'une demande excessive), le démarrage des unités de pointe peut être plus économiquement bénéfique.

• Coûts marginaux : Le coût marginal (c'est-à-dire le coût de production d'une unité supplémentaire d'électricité) des unités de pointe est généralement plus élevé, donc elles ne sont démarrées que lorsque les prix du marché sont suffisamment élevés.

4. Exigences de fiabilité du système

• Capacité de réserve : Pour garantir la fiabilité du système, une certaine quantité de capacité de réserve doit être maintenue. Si les unités de production conventionnelles tombent en panne ou nécessitent une maintenance, les unités de pointe peuvent servir de source de secours et se mettre en ligne rapidement.

• Contrôle de la fréquence et de la tension : La stabilité de la fréquence et de la tension du réseau est cruciale pour le bon fonctionnement du système électrique. Les unités de pointe peuvent répondre rapidement aux changements de fréquence et de tension, maintenant ainsi la stabilité du réseau.

5. Facteurs environnementaux et politiques

• Limites d'émissions : Certaines régions ont des limites strictes sur les émissions de carbone et autres polluants, ce qui affecte le choix et l'utilisation des unités de pointe. Par exemple, les unités de pointe au gaz naturel sont généralement plus respectueuses de l'environnement que les unités au charbon et sont donc plus favorisées dans les zones avec des exigences environnementales strictes.

• Soutien politique : Les gouvernements peuvent introduire des politiques encourageant l'utilisation de sources de puissance de pointe flexibles ou fournir des subventions pour les énergies renouvelables instables, ce qui influence également la décision de démarrer les unités de pointe.

6. Caractéristiques techniques

• Vitesse de démarrage : Différents types d'unités de pointe ont des vitesses de démarrage variables. Par exemple, les turbines à gaz peuvent démarrer en quelques minutes, tandis que les unités hydroélectriques peuvent également répondre rapidement, mais les unités au charbon prennent plus de temps pour démarrer. Ainsi, le choix de l'unité de pointe dépend de la vitesse de réponse requise par le réseau aux variations de charge.

• Taux de montée : Le taux de montée (c'est-à-dire la capacité d'augmenter la production d'électricité par unité de temps) des unités de pointe est un autre facteur crucial pour déterminer leur aptitude à répondre rapidement aux fluctuations de charge.

7. Disponibilité des systèmes de stockage d'énergie

Systèmes de stockage d'énergie par batteries : Ces dernières années, les systèmes de stockage d'énergie par batteries (comme les batteries lithium-ion) sont devenus un moyen important de pointe. Lorsque les systèmes de stockage d'énergie ont une capacité suffisante, le besoin de démarrer les unités de pointe peut diminuer. Inversement, lorsque les systèmes de stockage d'énergie sont faibles en charge, la fréquence de démarrage des unités de pointe peut augmenter.

8. Facteurs saisonniers

Variations saisonnières de la charge : Les demandes de charge varient considérablement selon les saisons. Par exemple, l'augmentation de l'utilisation de la climatisation en été et les besoins de chauffage en hiver entraînent toutes deux des fluctuations de charge, affectant la décision de démarrer les unités de pointe.

9. État de l'infrastructure du réseau

• Capacité des lignes de transport : Si la capacité des lignes de transport est limitée et ne peut pas acheminer l'électricité des sources éloignées vers les centres de charge, les unités de pointe peuvent être démarrées localement pour alléger les goulets d'étranglement de transport.

• État des postes de transformation et des installations de distribution : Si certains postes de transformation ou installations de distribution subissent des opérations de maintenance ou de mise à niveau, les unités de pointe peuvent temporairement combler le manque de fourniture d'électricité.

Résumé

La décision de démarrer les unités de pointe est un processus complexe impliquant de multiples facteurs tels que la demande de charge, les fluctuations des énergies renouvelables, les prix du marché, la fiabilité du système, les politiques environnementales et les caractéristiques techniques. Les centres de dispatching du système électrique tiennent généralement compte de ces facteurs de manière globale et utilisent des systèmes avancés de surveillance et de contrôle pour ajuster dynamiquement le fonctionnement des unités de pointe, assurant ainsi la sécurité, la fiabilité et l'exploitation économique du réseau.