Le réseau électrique doit toujours être en équilibre. Pour y parvenir, il existe des systèmes qui réagissent aux déséquilibres du réseau. Les services-système de puissance de réglage primaire, secondaire et tertiaire en font partie. BKW et AG für Abfallverwertung (AVAG) à Thoune ont préqualifié pour la première fois une usine d’incinération des déchets pour la fourniture de puissance de réglage secondaire; un jalon dans l’histoire de l’énergie de réglage.

La tâche principale d’une usine d’incinération est la combustion des déchets en compatibilité avec les impératifs environnementaux. La chaleur générée lors de l’incinération est employée pour la production d’énergie. Cette énergie peut être injectée sous forme d’énergie thermique dans le réseau de chauffage à distance ou sous forme d’électricité dans le réseau électrique. Dans tous les cas, le paramètre directeur du processus est toutefois l’incinération des déchets et non la production d’énergie. D’ailleurs, il ne serait pas possible de varier la production de vapeur au moyen de la régulation du processus de combustion avec la rapidité nécessaire. Cela signifie que l’énergie non utilisée sous forme de chaleur est transmise à l’environnement et est donc perdue.

Les défis posés par la fourniture de puissance de réglage secondaire au moyen d’une usine d’incinération des déchets

Si, depuis un certain temps, de nombreux incinérateurs de déchets fournissent le produit d’une puissance de réglage tertiaire négative, il s’agit de maîtriser un certain nombre de difficultés pour pouvoir se faire une place sur le marché de la puissance de réglage secondaire obtenue au moyen d’une turbine à vapeur d’une usine d’incinération. En voici les deux principales:

• L’installation doit passer avec succès les tests rigoureux de Swissgrid en vue de sa préqualification. Lors de ce test, l’installation prouve qu’elle fournit un signal d’essai situé au sein d’une marge de tolérance de 5%.

• L’énergie perdue par la réduction de la puissance de la turbine doit par ailleurs être minimisée. En outre, la capacité d’incinération de l’installation ne doit pas être compromise. C’est pourquoi un fonctionnement durable en charge partielle ne constitue pas une option pour pouvoir fournir une puissance de réglage symétrique, et donc aussi un réglage secondaire positif.

Solutions mises en œuvre

Durant la fenêtre temporelle prévue pour la révision de l’usine d’incinération des déchets de Thoune en avril 2016, le système de commande de l’installation a été renforcé par AVAG, en collaboration avec les fournisseurs de système, pour permettre la mise à disposition du réglage secondaire.

Afin de pouvoir remplir les hautes exigences posées au réglage secondaire, quelques circuits de réglage et de conduite complexes pour la turbine à vapeur de l’usine ont ainsi été révisés et entièrement automatisés. Préalablement, le fournisseur de la turbine avait effectué des calculs thermodynamiques pour apporter la preuve de l’aptitude de la turbine à vapeur de l’usine d’incinération.

Les adaptations les plus importantes qui ont été réalisées sont brièvement énumérées ci-dessous:

• Echange de données et de signal entièrement automatisé entre AVAG et BKW
• Commutation entièrement automatisée du réglage de la pression amont vers le réglage de puissance et inversement
• Déplacement automatique du point de travail de la turbine afin que la pression du système soit garantie à tout moment
• Adaptation du circuit de réglage pour permettre le découplage de la vapeur industrielle et de la production d’eau chaude pour le chauffage à distance

Afin de minimiser les pertes d’énergie, l’incinérateur de déchets est par ailleurs associé aux aménagements hydroélectriques constituant le pool d’offres de BKW. A cette occasion, le signal de réglage symétrique est réparti entre une part positive et une part négative. La part positive est prise en charge par le parc de centrales hydroélectriques de BKW, la part négative par la turbine à vapeur de l’usine d’incinération. Cela permet d’économiser la précieuse eau stockée dans les lacs de retenue suisses et de minimiser le fonctionnement en charge partielle de l’incinérateur des déchets. Avec l’intégration de l’installation au pool général pour la fourniture secondaire de BKW, les demandes reçoivent un nouvel ordre de priorité et les pertes d’énergie sont encore davantage réduites.

Pourquoi une puissance de réglage secondaire?

Le produit réagissant le plus rapidement aux déséquilibres dans le réseau est la puissance de réglage primaire. Swissgrid lance des appels d’offres symétriques pour ce type de puissance de réglage. Cela veut dire qu’un fournisseur doit pouvoir augmenter et baisser à tout moment la puissance commercialisée. Les installations qualifiées pour la puissance de réglage primaire doivent ainsi être en mesure de réagir aux fluctuations de fréquence en l’espace de quelques secondes.

Quant à la puissance de réglage secondaire, elle prend le relais du réglage primaire lorsque les déséquilibres persistent plus longtemps dans le réseau électrique. Comme pour la puissance de réglage primaire, ce produit est également adjugé par tranches de puissance symétriques. Le réglage secondaire réagit avec un délai maximal de 20 secondes au signal donné par Swissgrid.

Enfin, le produit soumis aux plus faibles exigences au niveau des temps de réaction est la puissance de réglage tertiaire. Pour celui-ci, il existe un marché séparé pour les puissances négative et positive. Remplaçant le réglage secondaire au bout de 15 minutes environ, il est activé par Swissgrid via e-mail et appel téléphonique. (Sur le sujet, lisez également la contribution au blog «les trois niveaux de l’énergie de réglage»)

Conséquemment aux différences dans les exigences, ces trois qualités de réglage n’ont pas la même valeur sur le marché. La puissance de réglage secondaire tend à être la qualité la plus chère, devant la primaire et la tertiaire.