À mesure que l’éolien et le solaire prennent une place plus importante, les réseaux électriques accueillent davantage de moyens raccordés par des convertisseurs électroniques. Ces équipements injectent de la puissance, mais leur comportement diffère de celui des alternateurs synchrones des centrales conventionnelles. Les onduleurs dits « formateurs de réseau » peuvent contribuer à établir la fréquence et la tension localement, plutôt que de simplement suivre les références d’un réseau déjà formé. Leur déploiement ouvre des possibilités pour la flexibilité et l’équilibrage, mais ne remplace ni la planification du réseau ni l’ensemble des services système.
Un onduleur « suiveur de réseau » se synchronise généralement sur une tension existante et injecte le courant demandé par son système de commande. À l’inverse, un onduleur formateur de réseau se comporte, dans certaines limites, comme une source de tension pilotable : il peut participer au maintien de la fréquence et de la tension lorsque la production ou la consommation varie. Cette capacité est particulièrement étudiée dans les zones où la production renouvelable est élevée, les réseaux insulaires ou les systèmes faiblement interconnectés. Elle ne signifie toutefois pas que l’équipement reproduit toutes les propriétés d’une machine tournante, notamment sa réponse électromécanique ou sa contribution au courant de défaut.
Le stockage par batterie constitue un support fréquent pour ces commandes, car il peut modifier rapidement sa puissance active et réactive. Mais la puissance disponible dépend de l’état de charge, des limites de l’onduleur et de la stratégie d’exploitation : fournir un service de fréquence peut réduire la marge disponible pour d’autres usages. La capacité de stockage et la puissance de conversion doivent donc être dimensionnées en fonction des services attendus, de leur durée et des contraintes locales. Une batterie peut participer à la réponse rapide sans pour autant garantir, à elle seule, un approvisionnement prolongé lors d’un déficit de production.
La mise en œuvre pose aussi des questions d’interaction entre équipements. Plusieurs commandes conçues séparément peuvent réagir de façon indésirable lorsqu’elles fonctionnent ensemble, notamment dans un réseau faible ou en présence de longues liaisons électriques. Les protections doivent également être adaptées : les convertisseurs limitent généralement leur courant de défaut, ce qui peut compliquer la détection et l’isolement de certaines anomalies avec des réglages conçus pour des sources synchrones. Des études de stabilité, des essais matériels et des modèles suffisamment représentatifs sont nécessaires avant de généraliser ces solutions.
Pour les gestionnaires de réseau, l’enjeu consiste à définir les besoins et à rémunérer des performances vérifiables, plutôt qu’à prescrire une technologie unique. Les exigences peuvent porter sur la réponse en fréquence, le soutien de tension, le comportement lors d’un défaut ou la capacité de redémarrage, avec des conditions adaptées au réseau concerné. Le pilotage de la demande, l’effacement, l’interconnexion et les moyens synchrones restent complémentaires selon les situations. Les onduleurs formateurs de réseau peuvent ainsi renforcer la flexibilité d’un système électrique riche en renouvelables, à condition d’être intégrés dans une architecture cohérente, testée et pilotée à l’échelle du réseau.
