Panne de courant européenne de novembre 2006

La panne de courant européenne de novembre 2006 est une panne de courant de grande importance qui a touché le réseau de l'UCTE, privant d'électricité environ 15 millions de clients européens, le 4 novembre 2006, vers 22 heures 10^[1]. Le réseau fut resynchronisé environ 38 minutes plus tard, à 22 h 47, en fonctionnement normal en environ une heure, enfin l'ensemble des pays est revenu à une situation normale en deux heures.

Chronologie de la coupure

L'origine serait la mise hors-service programmée puis différée de deux lignes 400kV, pour laisser le passage à un navire à Ems, en Allemagne. Ces coupures des deux lignes 380 kV reliant Conneforde à Diele sont intervenues à 21 h 38 et 21 h 39.

• 21:41 : RWE TSO informa E.ON Netz de la valeur limite de 1795 A sur la ligne Landesbergen-Wehrendorf (reliant E.ON Netz et RWE TSO), mais le réseau continuait à fonctionner conformément aux normes. Les deux entreprises ont été en communication téléphonique à 21:46, 21:50 et 21:52, et purent s'échanger des informations sur les valeurs limites de cette ligne qui n'étaient pas les mêmes pour les deux entreprises^[1].

• Entre 22 h 05 et 22 h 07 : la charge de la ligne de 380 kV Landesbergen-Wehrendorf augmenta de 100 MW dépassant la valeur limite de 1795 A fixée par RWE TSO.
• 22 h 08 : RWE TSO appele E.ON Netz pour demander une intervention urgente. Après des estimations empiriques, E.ON Netz décida d'intervenir à Landesbergen.
• 22 h 10 : l'intervention a lieu. Le résultat fut contraire à celui qu'on attendait : au lieu de baisser de 80 A, le courant augmenta de 67 A. La ligne fut déconnectée par les automatismes de sécurité à la sous-station de Wehrendorf (RWE TSO) pour surcharge. Par un «effet domino» de report de charge, de nombreuses autres lignes auraient décroché, entraînant pratiquement une scission du réseau de l'UCTE en 3, suivant une ligne Nord-Sud, ainsi qu'une déconnexion du Maroc^[2],[3]. La séparation du réseau se produisit à 22 h 10 min 28 s 7 et 22 h 10 min 28 s 9, et la séparation entre l'Espagne et le Maroc se produisit à 22 h 10 min 32 s.

Situation du réseau, lors de la coupure

Durant la minute précédent la séparation, la puissance était d'environ 274 100 MW dont 15 000 MW éoliens (essentiellement en Europe du Nord, et en Espagne). Après la séparation, les puissances se répartissaient comme suit:

• Zone ouest: 182 700 MW dont 6500 MW éoliens, production inférieure à la consommation
• Zone nord-est: 62 300 MW dont 8600 MW éoliens, production supérieure à la consommation
• Zone sud-est: 29 100 MW, presque équilibrée, peu affectée

La séparation du réseau a conduit au dépassement de seuil de 49 Hz à l'ouest, et de 51 Hz à l'Est^[4]. Ce franchissement de seuil a conduit à l'arrêt de centrales. Le rétablissement des fréquences normales a été rétabli en 20 minutes, dans les zones en sous-fréquence. Il a été compliqué dans les zones en sur fréquence, en raison du manque de maîtrise des centrales de production^[1].

Les conséquences de cette panne d’électricité ont été aggravées par le comportement d’ensemble de la production décentralisée. Dans la plupart des pays européens, ce comportement a été marqué par le caractère contreproductif et aléatoire d'une part des déconnexions des centrales éoliennes, qui se mettent en arrêt lorsque la fréquence du courant descend à moins de 49,50 Hz, alors même que leur production serait utile pour maintenir la puissance et donc la fréquence, d'autre part de leur reconnexion.

L'Europe de l'Ouest étant alors en déficit de production, des délestages ont été nécessaires pour éviter un écroulement total du réseau. 10% des clients ont dû être déconnectés.En France, 6400 MW de la consommation (12%) soit 5 millions de foyers ont dû être déconnectés^[4], et les barrages hydro-électriques ont été mis en action afin d'augmenter la production locale de 4000 MW.

Zone sud-est

Cette zone a été peu affectée.

Zone ouest

Durant cet incident, la zone ouest se composait de l'Espagne, du Portugal, de la France, de l'Italie, de la Belgique, du Luxemburg, des Pays-Bas, d'une partie de l'Allemagne, de la Suisse, d'une partie de l'Autriche, de la Slovénie et d'une partie de la Croatie.

La production de cette zone était de 182 700 MW, et 8940 MW manquaient pour satisfaire la demande. Ceci provoqua une baisse rapide (en 8 secondes) de la fréquence vers 49 Hz au lieu de 50,00 Hz. Ceci déclencha le plan de défense, et donc le délestage en moins de 8 secondes, des pompes de stockage à 49,5 Hz (pour 1600 MW), et de certains clients, vers 49 Hz (pour 17 000 MW de consommation).

Beaucoup de petites centrales de production (éoliennes et des combined-heat-and-power) se sont aussi arrêtées à cause de la chute de fréquence, réduisant la production de 10 900 MW. Les changements de fréquence et de tension électrique connecte et déconnecte automatiquement ces petites unités de production du réseau de distribution, sans maitrise des opérateurs de réseau de transport. Notamment les éoliennes sont coupées à 49,5 hertz.

Les centrales de réserve essentiellement hydrauliques furent alors démarrées, et permirent de fournir 16 800 MW, sur 18 500 du maximum théorique.

Zone nord-est

Au moment de la séparation, la zone nord-est surproduisait 10 000 MW, ce qui est habituel, bien que l'Allemagne du nord produisait plus en raison de vents importants. Cette surproduction fit monter la fréquence vers 51,4 Hz, la fréquence fut réduite à 50,3 hertz, par des automatismes, ainsi que la déconnexion de certaine centrales, notamment des éoliennes. La fréquence de 50,3 hertz, restait toutefois au delà du seuil de 50,18 Hz correspondant à une fréquence normale.

Cependant, contrairement à ce qui était attendu, les centrales éoliennes se sont automatiquement reconnectées au réseau, entrainant une nouvelle hausse de fréquence. Cette nouvelle hausse a dû être compensée par une baisse de production thermique. Toutefois, certaines centrales ne pouvaient baisser leur production, qui était déjà minimale, en raison de vents importants. La fréquence monta jusqu'à 50,45 Hz, à 22 h 28.

L'arrêt des centrales thermiques, et le fonctionnement important des éoliennes conduisirent à un déséquilibre à l'intérieur de la zone nord-est. Le nord ouest de cette zone produisant plus, et le sud-est de cette zone produisant moins, les échanges transfontalier furent important au point de dépasser des niveaux inacceptables, y compris lors de situations d'urgence. En particulier, les lignes internes dans le sud de la zone contrôlée par VE-T control area (la ligne en double circuit de 380 kV Bärwalde-Schmölln utilisaient 100 % de leur capacité de transport), au sud-ouest de la Pologne (la ligne 400 kV Mikulowa - Czarna la charge était de 120 %; les deux transformateurs 400/220 kV du poste de Mikulowa étaient chargés à plus de 120%) et l'ouest de la république tchèque (la ligne 400 kV Hradec-Reporyje était chargée à 140 %).

Cette surcharge présentait un risque de nouvelle séparation sur le réseau électrique; toutefois, grâce à la resynchronisaiton de l'ensemble du réseau, la charge a pu être réduite.

Effets collatéraux : autres zones

Au nord, la fourniture d'électricité à Nordel pu continuer.

A l'ouest, 490 MW étaient exportés de l'Espagne au Maroc, et 56 MW du Maroc à l'Algérie. À 49,5 Hz, une protection de fréquence à Melloussa (Maroc) coupa la connexion Espagne-Maroc. Le manque de puissance marocain fut compensé par l'Algérie et la Tunisie. La connexion entre l'Algérie et le Maroc fut coupée en raison d'une protection de puissance (380 MW). Le Maroc manqua donc d'électricité, alors que le surplus d'électricité en Algérie et en Tunisie fit monter la fréquence à 50,16 Hz.

Une surcharge de la ligne 225 kV Tajerouine-Aouinet (150 MW) conduisit à un délestage de 31 MW en Tunisie.

La relation entre la France et l'Angleterre continua à fonctionner normalement.

Chronologie de retour à la normale

L'ensemble du réseau européen a pu être resynchronisé en 38 minutes^[1]. L'ensemble du réseau a pu être rétabli en environ une heure. L'ensemble des pays est revenu à une situation normale en deux heures^[1].

Resynchronisation

Cinq essais infructueux de resynchronisation furent tentés entre 22 h 34 min 57 s, et 22 h 44 min 25 s, mais échouèrent à cause de différences de fréquence.

Deux essais de reconnexions simultanés échouèrent au bout de quelques secondes, vers 22 h 46 min 25 s et vers 22 h 47 min 00 s. Finalement, la reconnexion fonctionna, à 22 h 47 min 23 s, la différence de fréquence étant alors réduite à 180 millihertz, et le déphasage à 10°. Ensuite, en 6 minutes, 13 lignes étaient reconnectées. La troisième zone de l'UCTE fut reconnectée peu après.

Conclusions

À la suite de cette coupure, des investigations ont été menées par l'UCTE, qui ont conduit à un rapport final sur cette System Disturbance du 4 novembre 2006. Ce rapport de 85 pages couvre notamment:

• la chronologie de l'événement,
• les flux entre chaque pays,
• le fonctionnement des différentes zones séparées,
• l'évolution des fréquences,
• le système de resynchronisation,
• les causes racines,
• les facteurs critiques,
• cinq recommandations.

Notes et références

1. ↑ ^{a, b, c, d et e} http://www.entsoe.eu/fileadmin/user_upload/_library/publications/ce/otherreports/Final-Report-20070130.pdf
2. ↑ A. Merlin et J.P. Desbrosses, European Incident of 4 th November 2006 The events and the first lessons drawn, revue Electra, février 2007
3. ↑ J.M. Tesseron, Bilan 2006 de la sûreté du système électrique français, disponible en français et en anglais sur le site officiel www.rte-france.com de RTE
4. ↑ ^{a et b} http://www.rte-france.com/htm/fr/accueil/coupure.jsp

Voir aussi

Articles connexes

• Panne de courant
• Réseau électrique