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La fréquence standard dans le réseau électrique européen est de 50 Hertz, alors qu’elle s’élève à 60 Hertz en Amérique du Nord et dans certaines parties du Japon. Ces fréquences doivent être le plus stable possible pour diverses raisons:
- Mesure du temps: il existe encore de nombreuses horloges qui se basent sur la fréquence du réseau électrique. Ainsi, si la fréquence augmente, ces horloges accélèrent. Si elle diminue, elles ralentissent.
- Machines: les grosses machines électriques peuvent être endommagées si la fréquence est trop basse ou trop haute, ou si elle change trop rapidement.
Pour que la fréquence reste stable, l’équilibre entre production et consommation de puissance électrique doit être garantie en permanence.
Si la consommation est inférieure à la production, la fréquence est plus élevée; si elle est supérieure à la production, la fréquence est plus faible. Motif: les générateurs électriques d’un réseau électrique tournent plus rapidement lorsque la consommation est plus faible, et donc à une fréquence plus élevée. A l’inverse, ils tournent plus lentement lorsque la consommation augmente, et donc à une fréquence plus basse.
Comparaison avec le vélo
Lorsque le terrain est plat, le cycliste arrive à facilement maintenir sa vitesse. Mais dès qu’il amorce une pente, il doit fournir plus d’efforts pour atteindre la même vitesse. Et en descente, il doit freiner pour ne pas accélérer.
Dans le réseau européen, les générateurs électriques sont configurés de sorte à réagir automatiquement et sans délai à toute modification de la fréquence du réseau. En fonction de la consommation, ils augmentent ou réduisent leur puissance, ce qui permet de garantir la stabilité de la fréquence. Cette adaptation automatique peut être comparée au régulateur de vitesse d’une voiture.
Ecart du temps synchrone
Le temps synchrone est une mesure du temps basée en Europe sur la fréquence du réseau standard de 50 Hertz: 50 pulsations du courant alternatif correspondent à une seconde du temps synchrone. Les variations de fréquence entraînent des écarts du temps synchrone. Si la fréquence est inférieure à 50 Hertz, les 50 pulsations durent un peu plus longtemps, et si elle est supérieure à 50 Hertz, les 50 pulsations durent un peu moins longtemps. Etant donné qu’une seconde du temps synchrone correspond exactement à 50 pulsations, les secondes durent plus ou moins longtemps selon la fréquence. L’écart du temps synchrone se calcule par comparaison avec l’heure mondiale (heure UTC), qui est définie sur la base d’horloges atomiques ultraprécises.
Cet écart du temps synchrone est compensé en permanence. S’il est de plus de 20 secondes, la fréquence est corrigée dans le réseau. Pour équilibrer l’écart du temps, la fréquence habituelle de 50 Hertz (Europe) est modifiée comme suit:
- 49,990 Hertz, lorsque le temps synchrone est en avance pas rapport à l’heure mondiale
- 50,010 Hertz, lorsque le temps synchrone est en retard par rapport à l’heure mondiale
Wide Area Monitoring
La plateforme Wide Area Monitoring permet aux gestionnaires de réseau de surveiller la stabilité de réseaux électriques sur de longues distances. Elle relie des stations de mesure dans toute l'Europe: du Portugal à la Turquie et du Danemark à la Sicile.
Dans les postes de couplages respectifs, des appareils mesurent les fréquences du réseau à plusieurs endroits en Europe et de manière synchronisée, calculent la fréquence et fournissent les données correspondantes en temps réel.
Via le Wide Area Monitoring, Swissgrid surveille en continu les opérations sur le réseau électrique européen et constate dans quelle direction l'énergie circule. Cela permet à Swissgrid de planifier les capacités de transport et de maintenir son propre réseau en équilibre.