Contribution à la commande d’un système éolien basé sur une génératrice asynchrone double étoile ‘GASDE’. - BENAKCHA, Meryem (Université de M'sila, 2019)
L'énergie éolienne est une source abondante et propre de l’énergie électrique. Le développement de la technologie éolienne à vitesse variable et à fréquence constante est devenu aujourd'hui un domaine d'intérêt majeur pour réussir une migration rapide et globale vers ce type d’énergie. Préparé dans le cadre d’une thèse de doctorat, ce travail, comme l’indique son titre, est une contribution à l'étude de la génération de ce type d'énergie à l’aide d’une génératrice asynchrone double étoile (GASDE) reliée au réseau national de fréquence constante (50 Hz). Dans ce travail, une étude analytique complète d’une chaîne de conversion d'énergie éolienne est présentée. Pour le contrôle de cette chaîne, deux commandes vectorielles sont appliquées pour contrôler indépendamment les puissances active et réactive échangées entre le stator et le réseau. La première commande, indirecte, est basée sur l’orientation du flux rotorique (IFOC) de la machine et la deuxième sur une commande directe de couple (DTC). Les deux types sont réalisées avec capteur pour le premier type et avec et sans capteur de vitesse pour le deuxième type. Pour transformer en énergie électrique le maximum de puissance mécanique captée par une turbine éolienne, un algorithme de commande (MPPT) est utilisé pour optimiser cette conversion. Les machines électriques, notamment les machines à induction, possèdent une dynamique non linéaire. Pour cela, leur commande par des contrôleurs conventionnels de type PID n’est pas toujours efficace. Ceci justifie l’utilisation des contrôleurs à modes glissants d’ordre 1 et 2, de type backstepping et hybride pour profiter des avantages que procurent les modes glissants et le backstepping. L’ensemble du système éolien et sa commande sont modélisés et simulés sous environnement Matlab / Simulink. Des études comparatives ont été réalisées entre les commandes à base des régulateurs utilisés à cet effet pour évaluer leurs performances en régimes dynamique et statique. Les résultats montrent que, les commandes proposées (modes glissants d’ordres 1 et 2, backstepping et hybride modes glissants - backstepping) permettent d'obtenir des performances de contrôle nettement améliorées, surtout par rapport à la commande PI conventionnelle.
Keywords: Eolienne; Génératrice asynchrone double étoile (GASDE); Commande vectorielle indirecte à flux rotorique orienté (IFOC); Commande vectorielle directe de couple (DTC); Contrôleurs par modes glissants; Contrôleur backstepping; Estimation par MRAS ; Puissance active; Puissance réactive; Extraction de la puissance maximale (MPPT).