Commande d’une éolienne à vitesse Variable Etude Et Comparaison

Abstract

Le travail effectué dans ce mémoire a comme objectif d’identifier les meilleures stratégies de commande d’une turbin éolienne, qui permettront de répondre au mieux à des exigences spécifiques, où la turbine éolienne sollicite des algorithmes de commande sophistiqués pour un fonctionnement optimal, d’une turbine éolienne a vitesse variable basée sur la machine asynchrone a cage suivant la modélisation complète du la conversion éolienne. Le premier chapitre rappelle les concepts fondamentaux de la chaine de conversion de l’énergie éolienne en énergie électrique et dresse un état de l’art sur les différentes structures éoliennes (des différentes configurations électriques utilisées dans le domaine de l’énergie éolienne) et proposant en conséquence des solutions aux nouvelles contraintes imposées aux générateurs éoliens. Ensuite, une étude aérodynamique de l’éolienne a été faite (les pales et leurs impacts sur le coefficient de puissance), Parmi les topologies identifiées, le choix a été porté sur une turbine éolienne base sur un générateur asynchrone a cage saturée a vitesse variable Dans le deuxième chapitre, une modélisation des différents composants d’une éolienne à vitesse variable a été accomplie, Cette modélisation permettant d’expliquer la conversion d’énergie cinétique du vent en énergie électrique. Ensuite, une modélisation de la machine asynchrone a cage d’écureuil dans les repères (naturel et Park) a été réalisée, en tenant compte du phénomène de la saturation (machine auto excite). Une modélisation originale nous a permis de d’étudie son comportement en régime équilibré et déséquilibré et de confronter les résultats à des validations expérimentales. Cette confrontation nous a permis de mettre l'accent sur l'importance de la saturation magnétique de la machine. En effet, le phénomène d'auto-excitation nécessite la prise en compte de cette saturation par une inductance magnétisante variable en fonction du courant magnétisant. La précision de cette variation implique une méthode d'identification rigoureuse de la courbe de magnétisation. Des travaux sont en cours au laboratoire sur la prise en compte du phénomène de saturation dans la modélisation des machines asynchrones. L'intégration éventuelle d'un système de stockage de l'énergie paraît également intéressante dans le cas des dispositifs autonomes. Dans le troisième chapitre les déférentes méthodes de la commande mppt présenté ont été étudiées dans ce travail (où la maximisation de l’énergie extraite du vent est l’objectif principal). La puissance de sortie d'un système de conversion éolienne est maximisée si la turbine est entraînée à une vitesse de rotation optimale pour chaque vitesse de vent. Pour cela, nous avons abordé deux méthodes de commande : une première dédiée à la commande de la turbine avec la connaissance de la caractéristique (classique) et une seconde consacrée à la commande de la turbine par logique floue. Dans ce contexte, une étude approfondie de ces deux algorithmes de contrôle MPPT a été détaillée pour déduire la méthode le plus adaptée, Ces techniques peuvent être classées en différentes catégories selon : le coût, la complexité, la mémoire, la robustesse et l’efficacité. Ensuite, une comparaison a été appliquée pour prouver notre choix.En fin Les résultats obtenus de la simulation réalisée dans ce chapitre sous Matlab Simulink, et les performances résumés après la comparaison des deux méthodes montrent clairement la supériorité de la technique de contrôle MPPT basée sur logique floue (FLC). ?