Commande d'une hydrolienne de rivière

Abstract

L’objectif de ce présent travail est de modélisé les différents composants d’un hydro générateur synchrone à aimants permanents, et des concevoir une stratégie de commande permettant de contrôler le couple électromagnétique et la puissance transmise au réseau. Pour la réalisation de ce travail nous avons utilisé l’environnement du logiciel MATLAB/SIMULINK. Dans le premier chapitre on a présenté l’état de l’art sur les hydroliennes, Dans ce contexte, quelques notions des différents types d’hydroliennes existant et leur mode de fonctionnement. Puis on a montré pourquoi l’énergie récupérable par la turbine est inférieure à l’énergie cinétique du flux d’eau en amont de l’hydrolienne. Et on a choisi la GSAP comme convertisseur d’énergie. Le deuxième chapitre à fait l’objet d’une modélisation mathématique des différents composants de la partie mécaniques de l’hydrolienne (la turbine, le multiplicateur et l’arbre de transmission). On a choisi de travail avec la turbine ACHARD avec un coefficient de puissance fixe (0.33) pour une vitesse d’écoulement amont fixée à 2,3 (m/s)Dans le troisième chapitre nous avons présenté des généralités sur la MSAP, puis sa modélisation en se basant sur la transformation de Park et certaines hypothèses simplificatrices. Cette modélisation met en évidence le couplage qui existe entre la partie magnétique (flux) et la partie mécanique (couple). En suit modélise le redresseur et l’onduleur à base d’IGBT commandés en MLI, puis le bus continu.En quatrième chapitre on a présenté la commande vectorielle de la GSAP avec des régulateurs PI qui permet un contrôle du couple électromagnétique. L’utilisation de la technique MLI pour le redresseur et l’onduleur permettent le réglage de puissance entre la génératrice et le réseau, et on a donné les schémas de commande des convertisseurs a fins de maintenir la tension de bus continu constant et contrôle la puissance réactif transitant le filtre et d’établir des tensions à fréquence identique à celle du réseau. Les résultats obtenus par la simulation de système hydrolienne globale montre que le réglage pare les régulateurs apporte de bon performance en régime permanent, notamment la poursuite des référence, de plus, la puissance injectée au réseau suit la puissance de référence. Suite aux résultats obtenus dans ce mémoire, quelques perspectives sont envisageables : Faire une étude d’une chaîne de conversion d’énergie de cogénération raccordée au réseau avec prise en compte d’autres paramètres (saturation de la machine, réseau réel, prise en compte de toutes les pertes). Utilisation des commandes non linéaires (mode glissant, logique floue, …). Remplacé les convertisseurs à deux niveaux par des convertisseurs multi niveaux