Limiter la puissance de pointe avec des règles SI-ALORS

De nombreux contrats d'électricité des sites tertiaires et industriels incluent une part calculée sur la puissance appelée la plus élevée de la période de facturation, ou une puissance souscrite à ne pas dépasser. Le pic provient souvent d'un chevauchement bref de charges qui auraient pu attendre quelques minutes, comme les chauffe-eau, la ventilation ou les bornes de recharge pour véhicules électriques. Limiter la puissance de pointe consiste à détecter ce chevauchement dans le temps, puis à couper temporairement certaines de ces charges. Cet article explique comment la puissance appelée est mesurée et comment construire un délestage par paliers avec la logique SI-ALORS-SINON d'un concentrateur de compteurs d'énergie ICP DAS, avec un exemple détaillé.

Puissance appelée, pointe et période d'intégration

La puissance instantanée varie de seconde en seconde. La puissance appelée est la moyenne de la puissance sur une période d'intégration fixe, souvent de 15 minutes ; la durée exacte et le mode de facturation sont fixés par le contrat de fourniture ou par le gestionnaire du réseau. La puissance de pointe est la plus haute de ces moyennes sur la période de facturation. Deux conséquences comptent pour la commande :

• Un pic bref ne compte qu'à proportion de sa durée. Un surcroît de 100 kW pendant 3 minutes élève une moyenne sur 15 minutes de 20 kW, et non de 100 kW.
• Il reste du temps pour réagir. Si la consommation tend vers la limite tôt dans la période, couper quelques charges pour le reste de celle-ci permet de maintenir la moyenne en dessous.

Le délestage déplace surtout la consommation dans le temps. Choisissez des charges pouvant être interrompues pendant quelques minutes sans nuire au processus, à la qualité des produits ou au confort.

Ce que fournit le concentrateur

Les concentrateurs de compteurs d'énergie des séries PMC et PMD d'ICP DAS disposent d'un moteur logique SI-ALORS-SINON intégré pour la gestion de la puissance appelée. Les règles se saisissent sur des pages web, sans programmation ; les caractéristiques indiquent un nombre illimité de règles, de temporisations et de plannings, ainsi que des registres internes (70 sur le PMC-5231). Le concentrateur lit les compteurs et adapte le fonctionnement des équipements selon l'état de puissance via des modules d'E/S Modbus, ce qui permet de réaliser le délestage. Des alarmes peuvent être envoyées par e-mail, et sur les modèles IIoT également par LINE ou Telegram.

Les valeurs utilisables comme conditions de règle, et le mode de calcul de la puissance appelée, dépendent du modèle et du micrologiciel ; vérifiez le manuel d'utilisation avant de figer la conception.

Sorties de commutation des charges

• Modules d'E/S RS-485 M-7000, par exemple le M-7061 avec 12 relais de puissance à fermeture (Form A) de 5 A sous 250 VAC. Des valeurs de sécurité configurables et un double chien de garde définissent l'état de chaque sortie en cas de perte de communication.
• Cartes d'extension XV sur les PMC-5231, PMC-2241M et PMC-2841M, ou cartes XW sur le PMC-5151.
• Modules esclaves Modbus TCP ou Modbus RTU standard, que les concentrateurs peuvent également utiliser.

Ces relais commandent des bobines de contacteurs ou des entrées de validation, et non la charge elle-même. Leur câblage dans un tableau de distribution relève d'un électricien qualifié.

Logique de délestage pour limiter la puissance de pointe

1. Mesurer le total avec un compteur triphasé sur l'arrivée générale, par exemple un PM-3133-RCT avec bobines de Rogowski pour les gros câbles.
2. Lister les charges délestables par priorité, avec la puissance de chacune, la durée maximale d'arrêt admise et le nombre de coupures acceptable.
3. Définir des seuils par paliers : un niveau d'avertissement, puis un seuil par palier. Délester d'abord la charge de plus basse priorité.
4. Ajouter des temporisations et une hystérésis. Ne délester que si un seuil est dépassé depuis un certain temps, et ne rétablir que lorsque la puissance est nettement repassée sous ce seuil, faute de quoi les charges oscillent autour de la limite.
5. Limiter la durée d'arrêt et rétablir dans l'ordre inverse. Remettre chaque charge en service après sa durée d'arrêt maximale, et rétablir en premier la dernière charge délestée.
6. Utiliser des plannings pour n'activer le délestage que lorsqu'il est nécessaire, et prévoir une commande manuelle de dérogation.
7. Définir l'état de sécurité. Décider si chaque charge doit fonctionner ou rester à l'arrêt en cas de défaillance du concentrateur ou du bus, et régler les valeurs de sécurité du module de sortie en conséquence.

Exemple détaillé

Un bâtiment vise une puissance appelée maximale de 250 kW. Toutes les valeurs ci-dessous sont données à titre d'exemple ; utilisez vos propres données contractuelles et de charges. Un compteur PM-3133-RCT500P sur l'arrivée générale est lu par un PMC-5231 en RS-485. Un module relais M-7061 sur la même ligne RS-485 pilote des contacteurs ou des entrées de validation pour trois charges délestables.

Les règles sous forme simplifiée (l'interface web de configuration se présente différemment) :

• SI total kW > 225 pendant 60 s ALORS envoyer e-mail "alerte puissance"
• SI total kW > 235 pendant 60 s ALORS relais 1 OFF
• SI total kW > 245 pendant 60 s ALORS relais 2 OFF
• SI total kW > 250 pendant 30 s ALORS relais 3 OFF
• SI total kW < 190 pendant 5 min ALORS rétablir le dernier relais coupé
• SI relais n OFF depuis plus que son arrêt max. ALORS relais n ON

Les temporisations et les durées d'arrêt limites peuvent être mises en œuvre avec la fonction temporisation. Le délai évite qu'un démarrage moteur ou un autre pic bref, qui influe à peine sur une moyenne de 15 minutes, déclenche un délestage. Testez les règles hors des heures de travail avec des seuils abaissés, et vérifiez dans les données enregistrées que chaque palier coupe et rétablit comme prévu.

Produits ICP DAS adaptés

• Concentrateurs : PMC-5231, PMC-5231M, PMC-2241M, PMC-2841M, PMC-5151-EN, PMD-2201-EN et PMD-4201-EN disposent tous du moteur logique SI-ALORS-SINON pour la gestion de la puissance appelée. Les modèles PMD ajoutent un écran tactile local.
• Compteurs : la série PM-3133, le PM-3133-RCT pour les gros conducteurs, et le PM-4324 lorsque de nombreux départs partagent une même carte.
• Sorties : modules relais M-7000 tels que le M-7061, ou extension par cartes XV.
• Compteur unique : lorsqu'une seule arrivée doit être surveillée, le PM-5133 affiche une courbe de puissance appelée sur 1 heure sur son écran tactile de 3,5 pouces, émet un avertissement de dépassement de la puissance souscrite et dispose de deux sorties relais déclenchées par des alarmes définies. Pour davantage de sorties ou de règles par paliers, utilisez un concentrateur.

Transmettez à notre service commercial technique votre limite de puissance, un profil de charge et la liste des charges interruptibles ; nous vous aiderons à planifier les compteurs, le concentrateur et les sorties.