Un graphique montrant la variation de la demande d'énergie des consommateurs sur une source d'alimentation en fonction du temps est appelé courbe de charge.
Si cette courbe est tracée sur une période de 24 heures, elle est appelée courbe de charge quotidienne. Si elle est tracée pour une semaine, un mois ou une année, elle est nommée respectivement courbe de charge hebdomadaire, mensuelle ou annuelle.
La courbe de durée de charge reflète avec précision l'activité d'une population en termes de consommation d'énergie électrique sur une période donnée. Pour mieux comprendre le concept, il est important d'examiner des exemples réels de distribution de charge pour une charge industrielle et une charge résidentielle, et de réaliser une étude de cas sur eux, afin d'apprécier son utilité du point de vue d'un ingénieur électrique.
Le graphique ci-dessous montre la courbe de durée de charge d'une charge industrielle sur une période de 24 heures. Un examen approfondi de la courbe montre que la demande de charge commence à augmenter seulement après 5 heures du matin, lorsque certains équipements dans l'usine commencent à fonctionner, peut-être pour se chauffer avant l'opération de quelques départements qui doivent démarrer tôt pour synchroniser le bon fonctionnement global de l'usine. À 8 heures du matin, l'ensemble de la charge industrielle est en jeu et reste constant jusqu'à peu avant midi, moment où elle commence à diminuer un peu en raison de la pause déjeuner. La forme de la courbe du matin est à nouveau restaurée vers 14 heures et reste ainsi jusqu'à environ 18 heures. Le soir, la plupart des machines commencent à s'arrêter. La demande tombe à son minimum entre 21 et 22 heures du soir et reste la même jusqu'à 5 heures du matin le lendemain. Ce processus se répète sur une période de 24 heures.
Dans le cas d'une charge résidentielle, comme on peut le voir sur le diagramme ci-dessous, la charge minimale est atteinte vers 2 ou 3 heures du matin, lorsque la plupart des gens dorment, et vers 12 heures, lorsque la plupart des gens sont au travail. En revanche, le pic de la demande de charge résidentielle commence vers 17 heures et dure jusqu'à 21 ou 22 heures du soir, après quoi la charge diminue rapidement, car la plupart des gens vont se coucher. Comme cette courbe de charge résidentielle est prise dans un pays subcontinental comme l'Inde, on observe que la demande de charge est un peu plus élevée en été (représentée par une ligne en gras) comparée à une valeur similaire mais plus faible pendant la saison hivernale (représentée par une ligne en pointillé).
À partir de ces deux exemples, nous constatons que la courbe de durée de charge nous donne une représentation graphique de la demande que les stations d'alimentation doivent satisfaire tout au long de la journée. Elle est donc utile pour décider de la capacité totale installée de la centrale nécessaire, qui doit être capable de répondre à la demande de charge maximale, et de la taille économique optimale des différentes unités de production. Elle aide également à déterminer le calendrier de fonctionnement de la centrale électrique, c'est-à-dire comment, quand et dans quel ordre, les différentes unités doivent être démarrées, mises en marche et arrêtées. Pendant la période de vallée (lorsque la demande de charge est faible), la décision de mettre hors service certains groupes électrogènes et de les redémarrer plus tard, lorsque la charge augmente, doit être prise en fonction des considérations économiques.
Mettre hors service les groupes électrogènes et les redémarrer plus tard implique certaines pertes d'un côté, tandis que de l'autre, permettre aux groupes de fonctionner à charge partielle entraîne également des pertes dues à la perte d'efficacité de l'exploitation, qui dépend de la durée pendant laquelle les groupes fonctionnent à charge réduite. La décision de mettre hors service certaines unités ou de continuer leur exploitation à charge réduite doit être prise en tenant compte des pertes minimales. Ces analyses sont réalisées par les ingénieurs du secteur de l'énergie en prenant en compte la courbe de durée de charge de leurs cibles d'alimentation. Il est donc important que les données brutes soient prises sous forme de courbe de charge et mises en œuvre pour optimiser les unités de production d'énergie de manière aussi efficace que possible.
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