Exigences d'interconnexion au réseau BESS : Guide IEEE 1547 et UL 9540

La connexion d’un système de stockage d’énergie par batterie (BESS) au réseau électrique est plus complexe que la connexion d’un onduleur solaire classique. Les systèmes BESS importent et exportent de l'énergie, fonctionnent dans plusieurs modes (charge, décharge, veille) et interagissent avec la fréquence, la tension et la coordination de la protection du réseau d'une manière qui nécessite une ingénierie minutieuse. Ce guide couvre les principales normes, exigences de protection et étapes du processus d'interconnexion que les ingénieurs EPC et les développeurs de projets doivent suivre pour les projets BESS américains, européens et internationaux.

1. Normes applicables à l’interconnexion du réseau BESS

L'interconnexion BESS s'appuie sur une pile de normes d'équipement, de sécurité et de code réseau :

2. IEEE 1547-2018 : Exigences de base pour BESS

La norme IEEE 1547-2018 (et son amendement IEEE 1547a-2020) définit le comportement des ressources énergétiques distribuées (DER), y compris le BESS, lorsqu'elles sont connectées au système d'alimentation électrique (EPS). Exigences clés pertinentes pour BESS :

Traversée de tension et de fréquence : Les systèmes BESS doivent rester connectés et opérationnels malgré des perturbations de tension et de fréquence spécifiées plutôt que de se déclencher hors ligne (ancienne exigence IEEE 1547-2003). Mandats de catégorie III (le plus strict, généralement requis pour les BESS plus importants) :

• Fonctionnement continu : tension pu de 0,88 à 1,10, 59,5 à 60,5 Hz (États-Unis, système 60 Hz)
• Arrêt momentané : 0,50 à 0,88 pu pendant 0,16 seconde maximum, puis retour
• Fonctionnement permissif : 0,00 à 0,50 pu pendant 1,0 seconde maximum
• Fréquence : cesser dans les 0,16 s pour les événements inférieurs à 57,0 Hz ou supérieurs à 62,0 Hz

Capacité de puissance réactive : Les onduleurs BESS doivent prendre en charge le contrôle du facteur de puissance de 0,85 menant à un retard de 0,85 (systèmes de catégorie B, ≥500 kW). Cela permet au BESS de fournir un support volt-VAR au réseau indépendamment de son état de charge/décharge.

Anti-îlotage : Le BESS doit détecter et se déconnecter dans les 2 secondes lorsque l'alimentation électrique est perdue, empêchant ainsi le BESS de mettre sous tension un « îlot » de charge déconnecté du réseau plus large. Les méthodes de détection incluent la dérive de fréquence, le décalage de tension et des algorithmes anti-îlotage actifs. Plusieurs DER au même point d'interconnexion doivent coordonner leur détection d'anti-îlotage.

3. UL 9540 et UL 9540A : Certification de sécurité

UL 9540 est la norme de sécurité au niveau du système pour les systèmes de stockage d'énergie aux États-Unis et est de plus en plus exigée à l'échelle mondiale. Il couvre :

• Sécurité électrique : résistance d'isolement, tenue diélectrique, continuité de terre
• Sécurité mécanique : indice IP du boîtier (IP54 minimum pour les installations extérieures), résistance sismique (Zone 4 pour les projets californiens)
• Test du système de gestion thermique : performances de refroidissement à une température ambiante de 45 °C, scénarios de pannes
• Test du système de gestion de batterie (BMS) : protection contre les surcharges, les décharges excessives, les courts-circuits et la surchauffe
• Sécurité incendie : détection de fumée, intégration de la suppression des incendies, dispositions de déconnexion d'urgence

UL 9540A est un test d'incendie supplémentaire qui évalue la propagation par emballement thermique. Elle est réalisée aux niveaux de la cellule, du module, de l'unité (rack/armoire) et de l'installation. De nombreuses juridictions américaines (Californie, New York, Massachusetts) exigent les résultats des tests UL 9540A avant d'approuver les installations BESS. Les batteries CATL, BYD et Pylontech utilisées dans le BESS fourni par Econo Solar contiennent des données de test UL 9540A pour la chimie des cellules et la configuration du module pertinentes.

4. Paramètres du relais de protection au point d'interconnexion

Le BESS doit être protégé par un relais de protection d'interconnexion dédié au point d'interconnexion (POI). Paramètres typiques de la fonction de relais pour une interconnexion de service public américaine d'un BESS commercial :

Les réglages exacts des relais doivent être confirmés par une étude de coordination de la protection des services publics. N'utilisez jamais de paramètres génériques provenant du package standard d'un fournisseur BESS : les utilitaires nécessitent des calculs de paramètres de relais spécifiques au projet, signés par un ingénieur électricien agréé.

5. Le processus d'interconnexion des services publics

Le processus de demande d'interconnexion aux États-Unis (FERC Order 2222, processus PUC de l'État) suit généralement ces étapes :

1. Pré-candidature : Examen informel avec le service public pour confirmer la faisabilité préliminaire, le niveau de tension du POI et la capacité disponible. Certains utilitaires proposent un service de demande de données préalable à l'application.
2. Dépôt de candidature : Soumettez la demande d'interconnexion, le plan du site, le schéma unifilaire, les spécifications de l'équipement (PCS/onduleur, batterie, BMS) et les frais de demande (1 000 $ à 10 000 $ +).
3. Réunion de cadrage : L'utilitaire confirme la position de la file d'attente d'étude et les exigences en matière de données du projet.
4. Étude de faisabilité (ou examen accéléré pour les petits systèmes <5 MW) : Écrans utilitaires pour les impacts thermiques, de tension et de court-circuit. Frais : 3 000 $ à 25 000 $. Délai : 45 à 90 jours.
5. Etude d'impact système (SIS) : Analyse du flux de puissance complet et des courts-circuits. Obligatoire pour les projets plus importants ou ceux qui échouent à l’examen accéléré. Frais : 25 000 $ à 100 000 $+. Délai : 90 à 180 jours.
6. Etude des installations : Détermine quelles mises à niveau appartenant au service public (transformateurs, équipements de protection, reconduction de ligne) sont nécessaires et répartit les coûts. Délai : 90 à 180 jours.
7. Exécution du contrat d’interconnexion : Accord juridique entre le développeur du projet et le service public couvrant les procédures d'exploitation, le comptage, la responsabilité et les obligations de support au réseau.
8. Construction et mise en service : Installez BESS selon la conception approuvée. Effectuez les tests des relais de protection devant le service public et la vérification des mesures SCADA/AMI avant la mise sous tension.

6. Interconnexion BESS sur les marchés européens et internationaux

En dehors des États-Unis, les exigences d'interconnexion BESS varient selon les pays mais suivent des principes similaires :

• Europe (normes CEI/CENELEC) : La norme EN 50549-1/2 (raccordement BT/MT), les codes de réseau nationaux (codes réseau ENTSO-E) et les règles techniques spécifiques aux services publics régissent le raccordement BESS. VDE AR ​​N 4105 est la principale norme allemande. Tous les PCS/onduleurs BESS doivent porter le marquage CE conformément à la directive basse tension (2014/35/UE).
• Australie : AS 4777.2 (connexion au réseau pour les systèmes énergétiques à onduleur), normes de performance des générateurs AEMO (GPS) pour BESS enregistré sur le marché. Les exigences de mesure et de protection au niveau de l’État s’appliquent.
• Inde : Normes techniques du CEA pour la connectivité (amendements 2022), réglementations de stockage CERC et exigences d'interconnexion DISCOM/SLDC. Le code du réseau indien exige une capacité de réponse en fréquence pour tous les BESS supérieurs à 1 MW.
• Moyen-Orient / CCG : Exigences techniques DEWA, SEWA et TRANSCO (EAU) ; Norme d'interconnexion SEC (Arabie Saoudite). Les deux s'alignent largement sur les normes CEI avec des amendements locaux pour le fonctionnement à haute température (jusqu'à 50 °C ambiants).

Econo Solar fournit des systèmes BESS prêts pour le réseau de CATL, BYD et Pylontech avec une documentation de conformité spécifique au projet pour les exigences d'interconnexion américaines, européennes, australiennes et du CCG. Notre équipe technique peut fournir des packs d'équipements préconfigurés selon les exigences de l'étude d'interconnexion de votre service public. Contactez-nous pour une consultation sur l’approvisionnement BESS.