Le réseau électrique serbe et kosovar retarde les horloges européennes. Pourquoi?

Selon cet article (et beaucoup d’autres publiés aujourd’hui sur le même sujet), le solde net de la production d’électricité du Kosovo a diminué au cours des dernières semaines.
Cela a entraîné une légère déviation de la fréquence du réseau européen (de 50Hz à 49,996Hz). À son tour, cette déviation de fréquence a entraîné le désynchronisation de certaines horloges électriques (comme celles des fours) (jusqu'à 6 min depuis janvier).

• Comment une diminution de la production d'électricité peut-elle entraîner une diminution de la fréquence sur le réseau à long terme ? La fréquence n'est-elle pas un paramètre contrôlé par la centrale en fin de journée?
• Si la perte de puissance de certains pays provoque un écart de fréquence, ne devrions-nous pas également observer d'autres impacts, tels qu'une chute de la tension de sortie? Cela signifie-t-il que nous subissons également une chute de tension depuis des semaines ici en Europe?
• Pourquoi certains appareils électriques utilisent-ils directement la fréquence du réseau pour synchroniser leurs horloges, au lieu d'une technologie à cristal de quartz? Cela signifie qu'un même four a besoin de deux firmwares différents pour les pays ayant des fréquences de réseau électrique différentes, tandis qu'avec un cristal (qui devrait de toute façon être nécessaire pour faire fonctionner tous les circuits intégrés), le même appareil fonctionnerait partout sans être modifié.

Comment une diminution de la production d'électricité peut-elle entraîner une diminution de la fréquence sur le réseau à long terme? La fréquence n'est-elle pas un paramètre contrôlé par la centrale en fin de journée?

Réponse précédente: Pourquoi les groupes électrogènes doivent-ils tourner à une fréquence plus lente si la demande dépasse l'offre?

Si la perte de puissance de certains pays provoque un écart de fréquence, ne devrions-nous pas également observer d'autres impacts, tels qu'une chute de la tension de sortie? Cela signifie-t-il que nous subissons également une chute de tension depuis des semaines ici en Europe?

la réduction de fréquence est le moyen principal de réguler, pas la tension. Mais, oui, vous verrez une variation d'amplitude (enveloppe).

Pourquoi certains appareils électriques utilisent directement la fréquence du réseau pour synchroniser leurs horloges, au lieu d'une technologie à cristal de quartz? Cela signifie qu'un même four a besoin de deux firmwares différents pour les pays ayant des fréquences de réseau électrique différentes, tandis qu'avec un cristal (qui devrait de toute façon être nécessaire pour faire fonctionner tous les circuits intégrés), le même appareil fonctionnerait partout sans être modifié.

J'en viens maintenant à la question pertinente:

Non, ils n'auront pas de firmwares comme vous le pensez. En outre, vous ne pouvez pas vendre à 100% le même four dans des pays avec des fréquences de grille différentes, car les pays à 60 Hz ont tendance à utiliser des tensions de grille différentes.

Ces circuits de chronométrage ressembleront davantage à des détecteurs à passage par zéro (c’est-à-dire un comparateur très minimal avec un cap sur une entrée, alimentés directement par la ligne d’alimentation, très probablement à travers un diviseur de tension résistif) et des compteurs, alimentant une horloge dédiée très minimaliste. IC. Nous parlons de basse technologie ici. Les produits fabriqués par millions utilisant un ASIC vieux de plusieurs décennies coûtent moins chers que ceux utilisant un microcontrôleur quartz +.

Notez également qu’avec un minimum de complexité supplémentaire (un filtre RC), il serait relativement facile de déterminer si vous utilisez nominalement 50 Hz ou 60 Hz, de sorte que même votre "besoin d’être différent pour différentes grilles" l'argument fonctionne!

De l' article de Reuter référencé:

SARAJEVO, 7 mars (Reuters) - Le lobby européen du réseau électrique ENTSO-E a exhorté la Serbie et le Kosovo à résoudre de toute urgence un différend sur leur réseau électrique, qui a affecté le réseau européen dans son ensemble, entraînant une perte de temps pour certaines horloges numériques du continent.

Figure 1. Le comité des opérations du système ENTSO-E comprend 5 groupes régionaux permanents basés sur les zones synchrones (Europe continentale, pays nordiques, pays baltes, Grande-Bretagne et Irlande-Irlande du Nord) et 2 groupes régionaux volontaires (Europe du Nord et systèmes isolés). . Source: ENTSO-E .

Le réseau européen partage le pouvoir à travers les frontières. Les réseaux CA doivent être synchronisés à 100% si des connexions CA sont utilisées. La Grande-Bretagne et l’Irlande, par exemple, sont connectées au réseau européen par des interconnexions CC, ce qui permet au réseau de chaque pays de fonctionner de manière asynchrone avec le reste de l’Europe tout en partageant le pouvoir.

Le réseau partagé par la Serbie et son ancienne province, le Kosovo, est connecté au réseau électrique synchronisé haute tension de l'Europe.

Comme expliqué ci-dessus.

ENTSO-E, qui représente les opérateurs de transport d'électricité européens, a déclaré que le réseau continental avait perdu 113 gigawattheures (GWh) depuis la mi-janvier, car le Kosovo consommait plus d'électricité qu'il n'en générait. La Serbie, qui est responsable de l'équilibre du réseau du Kosovo, n'a pas réussi à le faire, a déclaré ENTSO-E.

L'énergie n'a pas été perdue. Cela n'a jamais été produit.

Selon NetzFrequenzMessung.de (vous voudrez peut-être traduire), le déficit moyen de 113 GWh correspond à environ 80 MW en continu pour une capacité totale de 60 GW. C'est un 0,13%. Ce qui est effrayant, c’est que nous sommes au maximum et que nous ne trouvons pas 0,13% de plus!

La perte d'énergie [sic] avait signifié que les horloges électriques qui sont dirigées par la fréquence du système d'alimentation, plutôt que par un cristal de quartz, accusaient un retard de près de six minutes, a déclaré ENTSO-E.

"Steered" est probablement une erreur de traduction. "Réglementé" serait mieux.

De nombreuses horloges numériques, telles que celles des réveils et des fours ou des micro-ondes, utilisent la fréquence du réseau électrique pour conserver l'heure. Le problème se pose lorsque la fréquence diminue sur une période prolongée.

Figure 2. Un commutateur de temps électro-mécanique du style populaire auprès des entreprises de services publics.

Les horloges analogiques et motorisées aussi. L’horloge jour / nuit de mon compteur d’électricité a plus de 40 ans et elle est équipée d’une horloge alimentée par le secteur avec un onduleur à remontage automatique pour le maintenir en bon état pendant les coupures de courant!

ENTSO-E a déclaré que la fréquence du réseau européen avait dévié de sa norme de 50 Hertz (Hz) à 49,996 Hz depuis la mi-janvier, entraînant une perte d'énergie de 113 gigawattheures (GWh), bien qu'elle ait semblé revenir à la normale le mardi.

La fréquence n'est pas maintenue constante à trois décimales pendant des mois. Cela pourrait être un chiffre moyen. Voici les données pour les cinq dernières minutes:

Figure 3. Notez que l’écart de fréquence sera beaucoup plus large sur une plus longue période. Source: MainsFrequency.com .

Figure 4. L'écart de temps du réseau est passé de -100 s à -350 s en trois semaines. Source: MainsFrequency.com .

Figure 5. [WOW!] Lors de notre précédente opération de mesure (juillet 2011 à 2017), des écarts de temps de réseau de ± 160 secondes se sont produits (juin 2013). Mais depuis le 3 janvier 2018, l'écart de temps du réseau diminue continuellement. Le 15 janvier, le seuil de 50 000 Hz à 50 010 Hz n’a pas encore été réduit. Source: MainsFrequency.com .

L'alimentation de contrôle secondaire est activée lorsque le système est affecté pendant plus de 30 secondes ou s'il est supposé que le système sera affecté pendant une période supérieure à 30 secondes. Auparavant, les déviations dans le système étaient uniquement couvertes par le contrôle primaire. Source: APG.at .

"La déviation a cessé hier après que le Kosovo ait pris des mesures, mais il faudra un certain temps pour que le système revienne à la normale", a déclaré à Reuters Susanne Nies, porte-parole d'ENTSO-E. Elle a déclaré que le risque pourrait subsister s'il n'y a pas de solution politique au problème.

S'ils commencent à générer et à alimenter le réseau, cela accélérera.

Le différend politique porte principalement sur des questions de réglementation et sur un différend entre la Serbie et le Kosovo à propos du fonctionnement du réseau. Le fait que Belgrade ne reconnaît toujours pas le Kosovo complique encore les choses.

"Nous essaierons de régler les problèmes techniques d'ici la fin de la semaine, mais il faut répondre à la question de savoir qui va compenser cette perte", a déclaré Nies.

Cela n'a aucun sens pour moi. Le flux d'énergie est mesuré et facturé en conséquence. Chaque pays paie pour leurs importations.

ENTSO-E a exhorté les gouvernements et les décideurs européens à agir rapidement et à faire pression sur le Kosovo et la Serbie pour résoudre le problème, ce qui entrave également l'intégration du marché de l'énergie des Balkans occidentaux requise par l'Union européenne.

"Ces actions doivent prendre en compte le côté politique de cette question", a déclaré ENTSO-E dans un communiqué. Les opérateurs de réseau en Serbie et au Kosovo n'étaient pas immédiatement disponibles pour commenter.

Le Kosovo a fait sécession de la Serbie en 2008. Les deux pays veulent adhérer à l'Union européenne, mais Bruxelles a déclaré qu'ils devaient normaliser leurs relations afin de resserrer leurs liens avec le bloc.

La Serbie et le Kosovo ont signé un accord sur l'exploitation de leur réseau électrique en 2015. Toutefois, cet accord n'a pas encore été mis en œuvre, car ils ne peuvent s'accorder sur la répartition de l'électricité au Kosovo, alors que leurs revendications sur la propriété du réseau, construites alors qu'elles faisaient partie de la Yougoslavie, étaient contradictoires. (Écrit par Maja Zuvela; édité par Susan Fenton)

Je suppose que ni l'un ni l'autre de ces domaines ne sont des ingénieurs électriciens.

Répondre aux questions:

1. Comment une diminution de la production d'électricité peut-elle entraîner une diminution de la fréquence sur le réseau à long terme? La fréquence n'est-elle pas un paramètre contrôlé par la centrale en fin de journée?

Si la demande approche de la capacité de pointe, nous devons laisser tomber la tension ou la fréquence si nous voulons éviter de déconnecter les clients. La chute de tension causera des problèmes avec certaines charges et doit être évitée.

L'article de Reuter n'explique pas pourquoi la fréquence moyenne du système est si basse depuis si longtemps. Il se peut seulement qu'il n'ait pas été capable de fonctionner au-dessus de 50 Hz pendant assez longtemps pour le rattraper. En dehors des heures de pointe, le temps est venu de le faire, mais il y aura une limite supérieure à la déviation de fréquence - environ 50,5 Hz (mais je n'ai pas de nombre défini).

2. Si la perte de puissance de certains pays provoque un écart de fréquence, ne devrions-nous pas également observer d'autres impacts, tels qu'une chute de la tension de sortie? Cela signifie-t-il que nous subissons également une chute de tension depuis des semaines ici en Europe?

Non, nous réduisons la fréquence pour éviter la chute de tension.

3. Pourquoi certains appareils électriques utilisent directement la fréquence du réseau pour synchroniser leurs horloges, au lieu d'une technologie à cristal de quartz?

Ils ne synchronisent pas les horloges dans le sens d'ajuster ou de corriger l'heure. Ils maintiennent la synchronisation en maintenant la fréquence moyenne à exactement 50 Hz. Les millions d’horloges électromécaniques en service en sont une des raisons. Celles-ci sont incroyablement fiables, ne nécessitent pas de piles et font le travail. Pourquoi les remplacer?

Cela signifie qu'un même four a besoin de deux firmwares différents pour les pays ayant des fréquences de réseau électrique différentes, tandis qu'avec un cristal (qui devrait de toute façon être nécessaire pour faire fonctionner tous les circuits intégrés), le même appareil fonctionnerait partout sans être modifié.

Les cristaux vont dériver et la complication supplémentaire de l'horloge temps réel avec batterie de secours est nécessaire. Les services publics d'électricité travaillent sur des échelles de temps de 20 à 50 ans. Combien de temps pensez-vous que les condensateurs électrolytiques de votre horloge numérique vont durer?

Liens:

• Carte du système de transmission ENTSO-E .
• ENTSO-E FAQ sur le sujet.

Autres bits intéressants:

Cet écart de temps sur la grille est constamment compensé. Si l'écart de temps est supérieur à vingt secondes, la fréquence est corrigée dans la grille. Afin de compenser à nouveau l'écart de temps, la fréquence habituelle de 50 Hz (Europe) est modifiée comme suit:

49,990 Hz, si le temps de la grille est en avance sur l'heure UTC

50,010 Hz, si le temps de la grille est en retard sur l'heure UTC

Source: SwissGrid .

En attendant 2018-03-08:

NTSO-E a confirmé avec les GRT serbes et kosovars, respectivement EMS et KOSTT, que les déviations affectant la fréquence moyenne dans la zone synchrone de l'Europe continentale avaient cessé.

Ceci est une première étape dans la résolution du problème. La deuxième étape consiste maintenant à élaborer un plan pour restituer l’énergie manquante au système et ramener la situation à la normale.

Source: ENTSO-E .

Hmmm! Ils se réfèrent à cela comme "énergie manquante".

Comment une diminution de la production d'électricité peut-elle entraîner une diminution de la fréquence sur le réseau à long terme? La fréquence n'est-elle pas un paramètre contrôlé par la centrale en fin de journée?

Vous pouvez considérer le réseau électrique comme un mécanisme géant. Les moteurs à induction sont comme des courroies qui peuvent glisser un peu. Les moteurs et générateurs synchrones sont comme des engrenages qui ne peuvent pas glisser.

À court terme, la fréquence est utilisée pour réguler le flux de puissance entrant et sortant du réseau. Si le réseau est surchargé, il va commencer à ralentir et les groupes électrogènes conventionnels augmenteront leur puissance pour compenser. De même, si le réseau est sous-chargé, sa vitesse augmentera légèrement et les générateurs reculeront.

Finalement, si la fréquence du réseau devient trop basse, le réseau commencera à déposer des charges pour éviter un effondrement complet.

Lorsque la fréquence du réseau tombe en dessous de la valeur nominale, le contrôle central doit ordonner à certaines centrales d’augmenter leur point de consigne de puissance afin que le réseau revienne à sa fréquence nominale. Ces centrales devront être payées pour augmenter leurs points de consigne.

Il semble que les questions politiques se posent quant à savoir qui devrait payer les centrales pour augmenter leurs points de consigne. Si personne ne paye, la fréquence du réseau reste réduite (et toutes les centrales classiques finissent par générer un peu plus que ce qu’elles étaient sous contrat).

Pour répondre à la question "Pourquoi pas le quartz?" question:

Les cristaux sont en fait assez terribles, même pour un chronométrage rapide. Un joli cristal sur Digi-Key aura généralement une précision d’environ 20 ppm.

Mais vous n'aurez probablement pas un beau cristal. Les beaux cristaux ne vendent pas de produits de consommation. Par exemple, le cristal dans ma montre est environ 66 ppm rapide:

Donc, après 12 jours, la montre est éteinte de 1 minute. Au bout d'un mois, le délai est d'environ 2,5 minutes. 5 à 10 minutes (2 à 4 mois) suffisent pour que la dérive commence à causer des problèmes. Et cela n'inclut pas la dérive de température.

La fréquence de la ligne d'alimentation peut ne pas être plus précise sur une échelle de temps en secondes ou en minutes, mais le nombre de cycles par jour est généralement bien contrôlé. C'est pourquoi les problèmes de réseau européens ont fait la une des journaux.

Pourquoi certains appareils électriques utilisent-ils directement la fréquence du réseau pour synchroniser leurs horloges, au lieu d'une technologie à cristal de quartz? Cela signifie qu'un même four a besoin de deux firmwares différents pour les pays ayant des fréquences de réseau électrique différentes, tandis qu'avec un cristal (qui devrait de toute façon être nécessaire pour faire fonctionner tous les circuits intégrés), le même appareil fonctionnerait partout sans être modifié.

Parce qu’il est moins cher et toujours fiable (encore plus précis?), Alors le cristal de quartz. Et en particulier tout le continent européen fonctionne sur le même réseau électrique. Ainsi, vous pouvez vendre votre four à ce nombre total de clients. Pour les autres pays, les fabricants en produiraient de toute façon. Il n'y a pas beaucoup d'articles vendus partout (dans tous les pays) exactement les mêmes.