Un mode de gouverneur décentralisé ou de contrôle d’onduleur qui modifie la puissance active fournie par une unité en proportion de la déviation de fréquence mesurée (et éventuellement la puissance réactive par rapport à la déviation de tension), afin que plusieurs unités partagent les variations de charge sans communications rapides, selon une courbe de droop définie (pourcentage de variation de vitesse ou de fréquence par unité de puissance).

Principe

Le droop établit une relation proportionnelle entre la déviation de fréquence du système et la variation de puissance de l’unité : ΔP = K·Δf (K étant le gain de droop défini par la puissance nominale et le réglage de droop). Cela permet un partage primaire de fréquence autonome et stable entre générateurs ou onduleurs parallèles tout en produisant un décalage de fréquence en régime permanent qui doit être corrigé par une régulation secondaire.

Démonstration

Scénario illustratif — Situation : Un groupe de production se déclenche et la fréquence du système chute. Reconnaissance : Les unités restantes détectent localement la baisse de fréquence. Action : Chaque unité augmente sa puissance selon sa caractéristique de droop (les unités à pourcentage de droop plus faible fournissent proportionnellement plus). Conséquence : La charge est répartie entre les unités disponibles sans coordination centrale, arrêtant la chute de fréquence ; la fréquence se stabilise généralement en dessous de la valeur nominale jusqu’à ce que la régulation secondaire la ramène.

Mauvaise application

Confondre le droop avec le contrôle isochrone (droop nul) et attendre que seul il restaure la fréquence nominale. L’erreur consiste à supposer que la réponse proportionnelle du droop élimine l’erreur de fréquence en régime permanent — le droop fournit le partage primaire mais pas la restauration de fréquence, qui exige l’AGC ou une régulation secondaire.

Conséquence

Le droop fournit une réponse primaire décentralisée à la fréquence et un partage proportionnel des charges, simplifiant l’exploitation en parallèle et améliorant la robustesse aux pannes de communication ; il introduit une déviation de fréquence en régime permanent proportionnelle au déséquilibre de puissance et nécessite une commande secondaire coordonnée pour restaurer la fréquence et allouer les réserves.

Inversion

Dans des micro‑grids ou systèmes dominés par onduleurs avec contrôle rapide et inertie virtuelle, l’implémentation du droop et les constantes de temps diffèrent et peuvent inclure variantes (inercia sintética, droop con bandas muertas). Lorsque l’on exige une régulation de fréquence serrée, le contrôle isochrone ou une commande secondaire coordonnée supplante l’action en droop.

Limite

Clairement inclus : schémas de gouverneur ou d’onduleur qui modulent la puissance active en proportion de la déviation locale de fréquence selon une pente de droop réglée. Cas limite : régulateurs qui mesurent la fréquence mais incorporent une action intégrale locale — ils effectuent aussi restauration de fréquence et brouillent le comportement purement en droop. Clairement exclu : le contrôle automatique de la production (AGC) qui restaure la fréquence via signaux supérieurs plutôt que par droop local proportionnel seul.

Tension sémantique

Partage décentralisé proportionnel des charges (robustesse sans communications) versus précision de fréquence en régime permanent (nécessité d’une restauration au niveau système) : le droop échange exactitude pour fiabilité décentralisée.

Synthèse

Le droop est la couche primaire, sans communication, qui impose le partage proportionnel des variations de puissance en traduisant des déviations locales de fréquence en réglages de puissance ; il stabilise rapidement le système mais laisse volontairement une erreur de fréquence résiduelle que les contrôles au niveau système doivent corriger.