Les bornes de recharge en courant continu pour véhicules électriques, onduleurs photovoltaïques ou pompes à chaleur utilisent des composants électroniques de puissance actifs pour convertir le courant alternatif en courant continu. Des fréquences de commutation élevées (IGBT) sont utilisées pour la conversion CC/CA afin de minimiser les pertes de commutation et d’obtenir ainsi un rendement maximal. Des fréquences de commutation de 10 à 100 kHz sont utilisées pour la conversion CA/CC et supérieures à 100 kHz pour la conversion CC/CC, ce qui génère des émissions supraharmoniques (SH) dans la gamme de fréquences de 2 à 150 kHz [1]. Pour caractériser ces émissions SH, il est important de distinguer les émissions primaires des émissions secondaires. Les émissions primaires sont générées par le dispositif émetteur lui-même. Les émissions secondaires sont générées ailleurs dans le réseau électrique et se propagent en raison de leur faible impédance [2]. Ces courants supraharmoniques peuvent se propager différemment dans le réseau électrique selon la fréquence. Par exemple, à certaines fréquences, les émissions peuvent retourner vers le poste de transformation et, à d’autres fréquences, être absorbées par les équipements voisins.
Afin d’étudier la propagation de ces supraharmoniques, il est nécessaire de mesurer l’impédance du réseau en fonction de la fréquence. Dans la gamme des fréquences harmoniques (< 2 kHz), l’impédance du réseau est principalement influencée par les composants du réseau électrique [3], mais également par les bornes de recharge rapide en courant continu [4]. Entre 10 kHz et 150 kHz, l’impédance du réseau est principalement influencée par les équipements électroniques puissants tels que les systèmes photovoltaïques, les bornes de recharge rapide, les pompes à chaleur ou les moteurs (variateurs de fréquence). Au-delà de 500 kHz, l’impédance du réseau est influencée par les dispositifs électroniques de faible puissance (alimentations, éclairage, etc.). Selon [3], les principaux facteurs influençant l’impédance du réseau en fonction de la fréquence sont la capacité du bus continu et le filtre CEM du réseau côté entrée (par exemple, un filtre passe-bas).
C’est précisément pour cette raison que nous avons développé le premier appareil de mesure d’impédance secteur mobile au monde, qui a d’ailleurs été nominé pour le prix de l’innovation de l’Association autrichienne des ingénieurs électriciens (OVE). L’illustration suivante présente l’appareil de mesure d’impédance secteur GIA3 pour les mesures triphasées jusqu’à 420 kHz avec l’analyseur de qualité de l’énergie supraharmonique PQA8000H :
L’exemple suivant illustre l’influence d’un filtre d’entrée LCL d’une borne de recharge électrique sur l’impédance du réseau, qui dépend de la fréquence, au niveau d’un point de raccordement du réseau de distribution. Alors que le réseau de distribution électrique et ses composants présentent un comportement ohmique-inductif, un point de résonance parallèle-série apparaît lors du raccordement d’une borne de recharge électrique.
En cas de résonances parallèles, les émissions à cette fréquence peuvent engendrer des tensions très élevées, susceptibles de perturber d’autres appareils. En cas de résonances série, les appareils peuvent subir des contraintes thermiques excessives ou la communication numérique (automate programmable, contrôle d’ondulation) peut être fortement perturbée. Outre le dépannage et la recherche de pannes, les impédancemètres secteur servent également à évaluer le raccordement des équipements électriques (TAR, DACH-CZ Ed.3). Concernant la norme DACH-CZ Ed.3 , nous disposons désormais de notre propre outil pour évaluer l’impédance du réseau en fonction de la fréquence, les courants harmoniques et supraharmoniques, et pour analyser le raccordement au réseau. Voir ce LIEN .
Le grand nombre d’équipements électroniques de forte puissance (>5 kW) actuellement connectés et qui le seront à l’avenir apportera des changements substantiels aux réseaux électriques et soulignera l’importance de mesurer l’impédance dépendante de la fréquence.
