En bref. Les tests HVRT et LVRT vérifient qu’un moyen de production ou de stockage reste connecté et continue de débiter pendant un creux (LVRT) ou une surtension temporaire (HVRT) du réseau. Côté mesure, il faut un calcul de puissance cycle à cycle sans zone aveugle et l’enregistrement des formes d’onde brutes : un DEWE3-PA8 le fait à ±0,04 % entre 0,5 Hz et 1000 Hz.
Ce que vérifie réellement un essai de tenue aux perturbations de tension
LVRT (Low-Voltage Ride-Through) et HVRT (High-Voltage Ride-Through) désignent la capacité d’un équipement raccordé au réseau à traverser une perturbation de tension sans se déconnecter. Un défaut sur une ligne fait chuter la tension pendant quelques dizaines à quelques centaines de millisecondes ; son élimination provoque souvent, à l’inverse, une surtension transitoire. Si toutes les fermes photovoltaïques ou éoliennes d’une région se déconnectaient au même instant, la perte de production aggraverait le défaut au lieu de l’absorber.
Les codes de réseau imposent donc à ces installations de rester couplées et de répondre selon un gabarit tension/temps défini : c’est l’objet du code de réseau européen RfG (règlement UE 2016/631) et de sa déclinaison par chaque gestionnaire de réseau national. Sont concernés les onduleurs photovoltaïques, les éoliennes et leurs convertisseurs, les systèmes de stockage sur batterie, et de plus en plus les bornes de recharge bidirectionnelles.
L’essai consiste donc à provoquer volontairement la perturbation, puis à prouver, mesures à l’appui, ce que l’équipement a fait pendant et après celle-ci : maintien du couplage, courant réactif injecté, temps de rétablissement de la puissance active.
Deux équipements, deux rôles : provoquer la perturbation, puis la mesurer
Un banc dédié aux tests HVRT et LVRT se construit toujours autour de deux fonctions distinctes, qu’il ne faut pas confondre.
Générer la perturbation revient à une source d’alimentation capable de piloter finement la tension. Le simulateur de réseau CA régénératif ANRGS(F) fonctionne en quatre quadrants, avec des sorties AC, DC et AC+DC, une réinjection au réseau égale à 100 % de la puissance nominale, la synthèse des harmoniques de rang 2 à 50 et une plage interharmonique de 16 à 3000 Hz. C’est ce qui permet de reproduire un creux, une surtension, un déséquilibre ou une pollution harmonique de façon répétable. Cette approche rejoint celle décrite dans notre article sur le simulateur de réseau AC et la simulation PHIL.
Mesurer la réponse relève de l’analyseur de puissance. C’est lui qui produit la preuve : formes d’onde, valeurs efficaces, puissances active et réactive, composantes symétriques, et l’horodatage de chaque événement. La même logique s’applique à la validation d’onduleurs sur source AC programmable.
Ce que la chaîne de mesure doit être capable de capturer
Un essai de tenue est un phénomène transitoire : la grandeur intéressante dure parfois moins d’une période réseau. Trois capacités déterminent la qualité de la preuve.
Un calcul cycle à cycle sans zone aveugle. Le logiciel de mesure OXYGEN calcule la puissance cycle par cycle en continu, sans intervalle mort entre deux fenêtres de calcul, sur des systèmes de 1 à 9 phases (1P2W, 2V2A, 3P3W, 3P4W, 2× 3P3W…) regroupés en power groups. Il détecte la fréquence fondamentale avec compensation de retard, ce qui compte précisément quand la fréquence dérive pendant le défaut.
L’enregistrement des formes d’onde brutes. Sur un DEWE3-PA8, l’échantillonnage monte à 10 MS/s par voie pour une bande passante de 5 MHz, avec un enregistrement continu sans perte jusqu’à 1 Go/s sur un SSD PCIe dédié de 1 To. Le rejeu ultérieur de ces données brutes permet de rejouer le défaut autant de fois que nécessaire, y compris avec d’autres réglages d’analyse.
Des entrées qui survivent à la surtension. Les modules de puissance TRION / TRION3 acceptent 1000 VRMS (±2000 VPEAK) en CAT III 1000 V / CAT IV 600 V, avec une isolation de 3750 VRMS pendant 1 minute, une immunité transitoire de 35 kV/µs et une protection en surtension à 4250 VPEAK. C’est cette marge qui autorise un essai HVRT sans mettre l’instrument en jeu.
Précision : ce qui rend une mesure opposable
Un rapport de conformité ne vaut que par l’incertitude qui l’accompagne. Le DEWE3-PA8 et le LITE[PA] annoncent une précision de puissance de ±0,04 % de 0,5 Hz à 1000 Hz sur un an, valable de 1 % à 100 % du calibre de mesure — cette dernière précision est importante, car un essai LVRT fait justement travailler l’instrument en bas de gamme, pendant le creux.
Au niveau du module, la précision continue est de ±0,02 % de la lecture ±0,02 % de la gamme, et la puissance active de ±0,03 % de la lecture ±0,03 % de la gamme à facteur de puissance unitaire. La conversion se fait sur 24 bits jusqu’à 2 MS/s, chaque voie disposant de son propre convertisseur et de ses données d’étalonnage embarquées : seul le module part en étalonnage, pas le système entier.
Point de vigilance : ce que recouvre la cadence de mise à jour
Les documents commerciaux évoquent souvent une cadence « jusqu’à 1 ms » pour l’analyse de puissance. La formulation exacte, celle de la documentation technique, est différente et mérite d’être connue avant de dimensionner un banc.
La cadence de sortie de 1 kHz correspond à la fonction de calcul de puissance en temps réel, qui est une option (OXY-OPT-POWER-RT, référencée REALTIME-POWER-APP au catalogue matériel). Elle réalise un calcul cycle à cycle pour une configuration définie — un système 3P3W et un système 1P1W (DC) — et sort les résultats sur Ethernet UDP ou en esclave EtherCAT, avec une latence entrée/sortie typique de 2 ms et 4 ms au maximum. Le déterminisme temps réel suppose actuellement Ubuntu 24.04.
L’analyse de puissance standard, elle, fonctionne dans une plage d’environ 300 ms mais reste disponible sur tous les systèmes d’exploitation pris en charge et donne accès à l’ensemble des grandeurs. Les deux modes s’exécutent simultanément : le temps réel pilote une boucle de commande ou un automate, l’analyse standard produit le dossier de qualification. Notre article sur l’analyse de puissance en temps réel dans OXYGEN détaille ce compromis, et celui sur les mesures haute vitesse avec EtherCAT décrit le chemin de sortie temps réel.
Les normes couvertes par la chaîne de mesure
Pour un dossier de conformité, l’instrument doit calculer les grandeurs de la manière prescrite par les normes, pas seulement les afficher. L’analyse de puissance d’OXYGEN se décline en trois niveaux :
- BASIC : tension, courant, valeurs efficaces et moyennes, fondamentale et composantes symétriques, puissances active, réactive et apparente, totales et sur la fondamentale, énergie.
- ADVANCED : harmoniques selon IEC 61000-4-7, flicker selon IEC 61000-4-15, émission de flicker selon IEC 61400-21 (la norme de qualité de l’énergie des éoliennes raccordées au réseau), puissance mécanique et rendement.
- EXPERT : calcul glissant conforme à la directive FGW-TG3, utilisée pour la qualification des unités de production raccordées.
La conformité à l’IEC 61000-4-30 Classe A est par ailleurs attestée pour cette chaîne — DEWE3-PA8, module LITE[PA], TRION3-1810M-POWER-4 et TRION3-SUB-8 avec SUB-600V, associés à OXYGEN avec les options POWER-BASIC et POWER-ADV — sur la fréquence, l’amplitude de la tension d’alimentation, le flicker, le déséquilibre, les harmoniques et les interharmoniques. Une réserve figure noir sur blanc dans l’attestation : les valeurs sur 10/12 périodes ne sont obtenues qu’avec le réglage « Max. update rate » à 190 ms. Pour une campagne dédiée à la qualité de l’énergie, un instrument spécialisé comme le PQA8000H Classe A+ reste plus indiqué.
Automatiser la séquence d’essai et le rapport
Un plan de tests HVRT et LVRT comporte des dizaines de points de mesure : profondeurs de creux, durées, angles d’apparition, types de défaut monophasé ou triphasé. Les rejouer à la main est long et fragile.
Les analyseurs se pilotent en SCPI sur Ethernet, la commande à distance passant habituellement par ce protocole ; CAN, XCP et UDP sont également disponibles, et l’ajout d’un module TRION-ETHERCAT-1-SLAVE ouvre la voie EtherCAT. La même séquence peut donc piloter la source, déclencher l’acquisition et récupérer les résultats.
Côté restitution, OXYGEN intègre un générateur de rapports et exporte vers les formats attendus par les bureaux d’études et les organismes de certification, dont ASAM MDF4, ASAM ATFX, MATLAB, Excel, CSV, HDF5 et NI TDMS. L’analyse, le post-traitement, l’export et le reporting ne consomment pas de licence : ils s’installent sur un nombre illimité de postes, la licence n’étant requise que sur le système d’acquisition qui enregistre.
Choisir le châssis selon le banc
Le choix se fait d’abord sur le nombre de phases et sur l’endroit où l’essai a lieu.
- DEWE3-PA8 : jusqu’à 16 phases de puissance sur 8 emplacements TRION(3), écran 11,6″ intégré, châssis stationnaire 5 U rackable 19″. Le format d’un banc de qualification permanent.
- DEWE3-PA8-RM : la même capacité en version rack 19″, pour une baie d’essai déjà équipée.
- DEWE3-A8-PA : la version portable, quand la mesure se fait sur site, au pied de l’installation.
- PA-TRIONet3 : front-end compact piloté depuis un PC, pour un banc réduit ou une mesure déportée.
- LITE[PA] : 4 ou 8 phases clés en main, à 0,04 % de précision, quand la mesure de puissance est la seule fonction attendue.
Un point de compatibilité mérite d’être vérifié avant tout achat : les modules TRION3 ne fonctionnent que dans les châssis DEWE3, tandis que les modules TRION de la série historique acceptent les châssis DEWE3 et DEWE2. Les applications d’un analyseur de puissance triphasé donnent d’autres repères de choix.
Ce qu’il faut retenir
Réussir des tests HVRT et LVRT tient moins à un chiffre de catalogue qu’à la cohérence de la chaîne : une source capable de produire la perturbation de façon répétable, un analyseur dont les entrées supportent la surtension, un calcul cycle à cycle sans zone aveugle, des grandeurs calculées selon les normes que visera le dossier, et une séquence automatisée jusqu’au rapport. DEWETRON publie une note d’application dédiée à ces essais, en anglais ; nos ingénieurs peuvent vous la transmettre et la commenter au regard de votre plan d’essai.
Ces solutions chez Dewetron Services
- DEWE3-PA8 – Analyseur de puissance avancé tout-en-un : jusqu’à 16 phases, ±0,04 %, enregistrement brut jusqu’à 1 Go/s.
- ANRGS(F) – Simulateur de réseau CA régénératif : quatre quadrants, 100 % de réinjection, harmoniques de rang 2 à 50.
- OXYGEN – Logiciel de mesure et d’analyse : calcul cycle à cycle, IEC 61000-4-7 / -4-15, IEC 61400-21, FGW-TG3, générateur de rapports.
Un banc de qualification à monter ou un plan d’essai à instrumenter ? Parlez-en à nos ingénieurs d’application.
