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Glossaire · Secteur de l’énergie & transition énergétique

High Voltage Ride Through

Tenue aux surtensions HVRT stabilité du réseau onduleur énergies renouvelables surtension raccordement au réseau

Notion et idée de base

Le High Voltage Ride Through, en abrégé HVRT, est souvent appelé OVRT (Over Voltage Ride Through) dans la réglementation allemande. Il désigne la capacité d'une installation de production, d'un stockage ou d'un onduleur à traverser une brève surtension sur le réseau sans se déconnecter immédiatement. Cela ne signifie pas que l'installation peut fonctionner durablement à n'importe quelle tension élevée. Il s'agit d'un comportement défini pendant une perturbation limitée dans le temps. L'installation doit rester connectée dans des limites tension-temps prescrites et ne doit pas aggraver la perturbation.

La tension déterminante est celle au point de raccordement au réseau. Les règles de raccordement l'expriment généralement par rapport à une tension de référence, c'est-à-dire comme multiple de la tension d'alimentation convenue Uc ou en « per unit » (pu). Une valeur de 1,2 pu correspond à 120 pour cent de la tension de référence. Une exigence HVRT peut être représentée sous forme de courbe. Plus la surtension est élevée, plus la durée que l'installation doit supporter est courte. Pour des valeurs très élevées, elle ne doit souvent la traverser que pendant environ 100 millisecondes, alors que pour des élévations modérées, c'est pendant des secondes ou plus. Au-dessus de la courbe, elle peut se déconnecter ; à l'intérieur, elle doit rester raccordée au réseau.

Place dans la famille des Ride-Through

Le HVRT fait partie des exigences de Fault Ride Through. Celles-ci définissent comment les installations doivent réagir en cas de défauts du réseau, de manœuvres de commutation ou d'autres perturbations. Le Low Voltage Ride Through concerne les creux de tension, le HVRT les surtensions. Les deux reposent sur la même idée : les installations ne doivent pas quitter le réseau à chaque brève déviation. Si de nombreuses installations se déconnectent simultanément, une perturbation locale peut devenir un important problème de stabilité.

Les surtensions ont différentes causes. Elles surviennent lors du délestage de charges importantes, lors de manœuvres de commutation, immédiatement après l'élimination d'un défaut lorsque la tension revient et que les installations de compensation ou les installations injectant du courant réactif n'ont pas encore réajusté leur régulation, ainsi que dans les phases saines en cas de défauts asymétriques. Dans le réseau de distribution, une forte injection d'énergie photovoltaïque avec une faible charge peut aussi faire monter la tension. Il s'agit toutefois généralement d'un problème lent, quasi stationnaire. Le HVRT vise surtout des événements brefs et dynamiques.

Délimitation : plage de tension, régulation de tension et protection

Trois éléments doivent être distingués. Premièrement, il y a la plage de tension quasi stationnaire dans laquelle une installation doit fonctionner pendant des minutes ou de manière permanente. Le règlement européen 2016/631 (RfG) la fixe dans des tableaux pour les grandes installations dans les réseaux à très haute et haute tension. En Europe continentale, pour des tensions de référence inférieures à 300 kV : fonctionnement illimité entre 0,90 et 1,118 pu. Entre 1,118 et 1,15 pu, le gestionnaire de réseau de transport fixe une durée qui doit se situer entre 20 et 60 minutes. Pour 300 à 400 kV, une durée de 20 à 60 minutes s'applique également de 1,05 à 1,10 pu. Ce sont des limites pour le fonctionnement permanent, et non des courbes HVRT pour des perturbations de l'ordre de la milliseconde.

Deuxièmement, il y a la régulation de tension. Elle influence en continu le niveau de tension, par exemple par la puissance réactive, les changeurs de prises des transformateurs ou d'autres équipements. Le HVRT décrit en revanche uniquement si une installation reste raccordée au réseau lors d'une surtension et quelles exigences minimales elle remplit à cette occasion. Une installation peut être capable de HVRT sans résoudre un problème de tension durable. Inversement, une bonne régulation de tension n'empêche pas les installations de se déconnecter de manière incontrôlée lors de brèves surtensions.

Troisièmement, il y a la protection contre les surtensions. Le HVRT ne rend pas la protection superflue. Des tensions trop élevées peuvent endommager les équipements, surcharger l'isolation ou mettre des personnes en danger. La tâche consiste en une coordination : les réglages de protection et la courbe de traversée doivent être compatibles, afin qu'une installation ne se déconnecte ni trop tôt ni de façon dangereusement tardive. Pour les installations moyenne tension selon VDE-AR-N 4110, le formulaire des réglages de protection au point de raccordement au réseau indique par exemple une protection contre les surtensions U>> de 1,20 Uc avec 300 ms et U> de 1,10 Uc avec 180 s. Au niveau de l'unité de production, côté basse tension du transformateur de machine, U>> est prévu à 1,25 UNS avec 100 ms. Ces valeurs sont des valeurs indicatives du formulaire. Le gestionnaire de réseau peut fixer d'autres valeurs au cas par cas, et elles ne doivent pas être lues comme une courbe HVRT générale.

Pourquoi le HVRT est particulièrement important pour l'électronique de puissance

Le HVRT a gagné en importance avec la part croissante de l'éolien, du photovoltaïque et des stockages par batteries. Ces installations sont couplées au réseau via de l'électronique de puissance. Les générateurs synchrones réagissent aux perturbations avant tout par leurs propriétés physiques. Pour les onduleurs, en revanche, le comportement est déterminé par le matériel, le concept de protection, les algorithmes de régulation et les paramètres. Si les seuils sont trop étroits ou réglés de façon identique partout, de nombreux onduleurs d'une zone peuvent se déconnecter simultanément. L'injection est alors perdue brutalement, alors que chaque déconnexion prise isolément paraît raisonnable. Cet effet cumulatif est le cœur du problème.

Sur le plan technique, un onduleur doit être conçu pour cela. Les semi-conducteurs, le circuit intermédiaire à courant continu et les circuits de protection doivent supporter la brève surtension. La tension du circuit intermédiaire ne doit pas monter de manière inadmissible, la régulation du courant doit rester stable, et l'installation doit détecter si la tension se situe encore dans la plage de traversée. Une contribution à la réduction de la tension est souvent exigée en complément, par exemple au moyen d'un courant réactif sous-excité. L'ampleur de cette contribution est définie par la réglementation concernée.

Cadre juridique : Europe, Allemagne, Amérique du Nord

Europe : le RfG en vigueur de 2016 ne règle expressément la traversée de défauts que par un profil tension-temps pour les creux de tension. Il n'y existe pas de courbe harmonisée pour les brèves surtensions. Pour les surtensions, il contient surtout les plages de tension précitées pour le fonctionnement permanent. Le HVRT a donc jusqu'ici été réglementé au niveau national. Selon une synthèse de l'IRENA de 2022, le HVRT n'était pas encore très répandu dans les règles de raccordement au niveau mondial, mais devrait le devenir davantage avec une production plus fluctuante. La révision du RfG (RfG 2.0) doit changer cela. L'ACER a présenté sa recommandation en décembre 2023. La Commission européenne a soumis à consultation en 2026 son propre projet modifié. Selon une prise de position de l'association française UFE d'août 2026, ce projet prévoit une exigence HVRT fixe dès les petites installations de type A : 1,3 pu pendant 100 ms et 1,2 pu pendant une minute. L'UFE critique ces valeurs comme étant potentiellement incompatibles avec la protection dans les réseaux basse et moyenne tension. Ces contenus ne s'appliqueront qu'une fois le règlement adopté et les délais transitoires expirés.

Allemagne : les règles techniques de raccordement du VDE FNN précisent les exigences selon le niveau de tension. La VDE-AR-N 4105 s'applique à la basse tension, la 4110 à la moyenne tension, la 4120 à la haute tension et la 4130 à la très haute tension. Avec les versions de 2018, des exigences relatives à la traversée de surtensions ont été introduites pour la moyenne et la haute tension, en plus des courbes pour les creux de tension. La courbe applicable dans un cas donné dépend du niveau de tension, du type d'installation, de la version de la règle et des conditions techniques de raccordement du gestionnaire de réseau. La preuve est apportée par des certificats d'unité et d'installation, c'est-à-dire par la Grid Code Compliance.

Amérique du Nord : l'autorité de régulation FERC y a approuvé en 2025 la norme de fiabilité NERC PRC-029-1. Elle contient des exigences relatives à la traversée de perturbations de fréquence et de tension, expressément aussi en cas de haute tension, pour les installations couplées par onduleur dans le réseau interconnecté. Selon NERC, la raison en était plusieurs événements au cours desquels de telles installations n'ont pas traversé des perturbations.

Malentendus fréquents

  • « Résistant aux surtensions » comme affirmation générale : le HVRT est toujours lié à une courbe, un niveau de tension, un point de mesure et une version d'une réglementation déterminés. Un certificat selon une réglementation ne vaut pas automatiquement pour une autre.

  • HVRT égale maintien de la tension : l'installation reste sur le réseau. Cela ne résout cependant pas de lui-même des tensions durablement trop élevées dans une zone du réseau.

  • HVRT comme flexibilité : le HVRT est une capacité technique minimale pour un fonctionnement sûr, et non une flexibilité au sens du marché. Une installation peut être flexible sur le marché et avoir malgré tout de faibles propriétés lors de perturbations, et inversement.

  • Les renouvelables comme risque par principe : la production renouvelable ne déstabilise pas automatiquement le réseau. Ce qui est déterminant, c'est que son comportement lors de perturbations soit clairement réglementé, correctement paramétré et vérifiable.

Importance économique et opérationnelle

Les coûts du HVRT figurent rarement comme poste distinct dans une facture. Ils sont inclus dans la conception des onduleurs, les essais de type, les certificats, les modèles de simulation, le paramétrage et la mise en service. Les gestionnaires de réseau ont besoin d'informations fiables sur le comportement de nombreuses installations pour y adapter leur concept de protection et l'exploitation du réseau. Des exigences trop faibles peuvent causer ultérieurement des problèmes dans le réseau. Des exigences trop strictes, sans égard pour les appareils et les systèmes de protection, renchérissent les installations ou entrent en conflit avec la protection des personnes et des installations. Cet arbitrage marque la discussion actuelle sur le RfG 2.0.

Le HVRT contribue à la stabilité du réseau, mais ne décrit qu'un segment étroit : le comportement des installations raccordées lors de brèves surtensions. La sécurité d'approvisionnement englobe en outre une production suffisante, la capacité du réseau, les réserves, la conduite d'exploitation et la préparation aux crises. La notion montre néanmoins bien que la stabilité d'un système électrique dépend fortement des réactions maîtrisées de nombreuses installations individuelles dans de brefs moments exceptionnels.

Sources

Autres entrées du glossaire

Edited by eCMS on 12.11.2026 05:06

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