L’électricité est fournie aux consommateurs par un réseau complexe

L’électricité est produite dans des centrales électriques et passe par un système complexe, parfois appelé réseau, de sous-stations électriques, de transformateurs et de lignes électriques qui relient les producteurs et les consommateurs d’électricité. La plupart des réseaux locaux sont interconnectés à des fins de fiabilité et commerciales, formant des réseaux plus grands et plus fiables qui améliorent la coordination et la planification de l’approvisionnement en électricité.

Aux États-Unis, l’ensemble du réseau électrique se compose de centaines de milliers de kilomètres de lignes électriques à haute tension et de millions de kilomètres de lignes électriques à basse tension avec des transformateurs de distribution qui connectent des milliers de centrales à des centaines de millions de clients d’électricité à travers le pays.

L’électricité provient de diverses sources et types de fournisseurs

L’origine de l’électricité achetée par les consommateurs varie. Certains services publics d’électricité produisent toute l’électricité qu’ils vendent en utilisant uniquement les centrales qu’ils possèdent. D’autres services publics achètent de l’électricité directement auprès d’autres services publics, de distributeurs d’électricité et de producteurs d’électricité indépendants ou d’un marché de gros organisé par une organisation régionale de fiabilité du transport.

La structure de vente au détail de l’industrie de l’électricité varie d’une région à l’autre. La société qui vous vend de l’électricité peut être une compagnie d’électricité municipale à but non lucratif; une coopérative d’électricité détenue par ses membres; une compagnie d’électricité privée à but lucratif détenue par des actionnaires (souvent appelée une compagnie d’électricité appartenant à des investisseurs); ou dans certains États, vous pouvez acheter de l’électricité par l’intermédiaire d’un distributeur d’électricité. Quelques autorités d’électricité appartenant au gouvernement fédéral – dont la Bonneville Power Administration et la Tennessee Valley Authority, entre autres – produisent, achètent, vendent et distribuent également de l’électricité. Les services publics locaux d’électricité exploitent le système de distribution qui relie les consommateurs au réseau, quelle que soit la source d’électricité.

Le processus de fourniture d’électricité

Les centrales électriques produisent de l’électricité qui est livrée aux clients par le biais de lignes électriques de transport et de distribution. Les lignes de transmission à haute tension, telles que celles qui sont suspendues entre de hautes tours métalliques, transportent l’électricité sur de longues distances pour répondre aux besoins des clients. L’électricité à haute tension est plus efficace et moins coûteuse pour le transport d’électricité à longue distance. L’électricité à basse tension est plus sûre pour une utilisation dans les maisons et les entreprises. Les transformateurs des sous-stations augmentent (intensifient) ou réduisent (abaissent) les tensions pour s’adapter aux différentes étapes du trajet de la centrale sur les lignes de transport à longue distance aux lignes de distribution qui acheminent l’électricité vers les maisons et les entreprises.

Évolution du réseau électrique

Au début du 20e siècle, plus de 4 000 compagnies électriques individuelles fonctionnaient isolément les unes des autres. À mesure que la demande d’électricité augmentait, en particulier après la Seconde Guerre mondiale, les services publics ont commencé à connecter leurs systèmes de transport. Ces connexions ont permis aux services publics de partager les avantages économiques de la construction de grandes unités de production d’électricité souvent détenues conjointement pour répondre à leur demande d’électricité combinée au coût le plus bas possible. L’interconnexion a également réduit la capacité de production supplémentaire que chaque service public devait détenir pour assurer un service fiable en période de pointe. Au fil du temps, trois grands systèmes interconnectés ont évolué aux États-Unis.

États-Unis les systèmes électriques sont maintenant interconnectés

La stabilité du réseau électrique nécessite que l’approvisionnement en électricité réponde constamment à la demande d’électricité, ce qui nécessite la coordination de nombreuses entités qui exploitent différents composants du réseau. Les réseaux électriques locaux sont interconnectés pour former des réseaux plus grands à des fins de fiabilité et commerciales. Au plus haut niveau, le système électrique américain dans les 48 États inférieurs est composé de trois interconnexions principales, qui fonctionnent en grande partie indépendamment les unes des autres avec des transferts d’électricité limités entre elles.

• L’interconnexion Est englobe la région à l’est des montagnes Rocheuses et une partie du Texas panhandle.
• L’interconnexion Ouest englobe la région allant des Rocheuses à l’ouest.
• Le Conseil de la fiabilité électrique du Texas (ERCOT) couvre la majeure partie du Texas.

Les interconnexions Est et Ouest des États-Unis sont également reliées au réseau électrique canadien. La structure du réseau des interconnexions contribue à maintenir la fiabilité du réseau en fournissant plusieurs itinéraires pour la circulation de l’énergie et en permettant aux générateurs d’alimenter en électricité de nombreux centres de charge. Cette redondance permet d’éviter que les pannes de lignes de transport ou de centrales électriques ne provoquent des interruptions de service pour les clients de détail.

Les autorités d’équilibrage gèrent les opérations du réseau

Les trois interconnexions décrivent la structure physique à grande échelle du réseau. Le fonctionnement régional du système électrique est géré par des entités appelées autorités d’équilibrage, qui veillent à ce que l’approvisionnement en électricité corresponde constamment à la demande d’énergie. La plupart des autorités d’équilibrage sont des services publics d’électricité qui ont assumé les responsabilités d’équilibrage d’une partie spécifique du système d’alimentation. Toutes les organisations régionales de transport aux États-Unis fonctionnent également en tant qu’autorités d’équilibrage. ERCOT est unique en ce sens que l’autorité d’équilibrage, l’interconnexion et l’organisation de transmission régionale sont toutes la même entité et le même système physique.

Une autorité d’équilibrage veille à ce que la demande et l’offre d’électricité soient finement équilibrées pour maintenir le fonctionnement sûr et fiable du système d’alimentation. Si la demande et l’offre sont déséquilibrées, des pannes d’électricité locales, voire généralisées, peuvent en résulter. Les autorités d’équilibrage maintiennent des conditions de fonctionnement appropriées pour le système électrique en veillant à ce qu’un approvisionnement suffisant en électricité soit disponible pour répondre à la demande attendue, ce qui comprend la gestion des transferts d’électricité avec d’autres autorités d’équilibrage.

Les organisations de fiabilité électrique établissent des normes pour l’exploitation du réseau

Les services publics d’électricité sont responsables du maintien de la sécurité de leurs systèmes et de la planification des besoins futurs en électricité de leurs clients. Au départ, l’industrie de l’énergie électrique a élaboré des normes volontaires pour assurer la coordination des opérations d’interconnexion liées. Aujourd’hui, des normes de fiabilité obligatoires pour la planification et l’exploitation des systèmes d’alimentation et pour répondre aux problèmes de sécurité des infrastructures électriques critiques sont en place. La North American Electric Reliability Corporation a élaboré et applique des normes obligatoires de fiabilité du réseau approuvées par la Federal Energy Regulatory Commission (FERC). Au Canada, ce sont les organismes de réglementation canadiens qui remplissent ce rôle.

Un compteur d’électricité intelligent

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