Utilisation des convertisseurs multi-niveaux pour le controle d'un système de production d'energie éolienne autonome basé sur une géneratrice asynchrone à cage d' écureuil

Abstract

Nous avons présenté dans ce travail une étude sur les éoliennes autonomes, basé sur une machine asynchrone à cage d'écureuil fonctionnant en mode génératrice. Ce travail a été focalisé beaucoup plus sur le contrôle de la tension de la génératrice asynchrone avec utilisation de la commande vectorielle à orientation du flux rotorique qui permet d’imposer à la machine asynchrone des comportements semblable à la machine à courant continu ou dans lesquelles le flux n’est pas affecté par les variations du couple électromagnétique. Face à cet objectif, nous avons réalisé une étude consiste à connecter la génératrice asynchrone à la charge par l’intermédiaire d’un dispositif convertisseur d’électronique de puissance tel que les redresseurs à deux niveaux et trois niveaux commandés par MLI (la modulation triangulosinusoïdale). Dans la première partie du travail, on a fait un rappel des notions élémentaires des systèmes éoliens et c’est différents types avec leurs constitutions et leur mode de fonctionnement. On a présenté aussi les machines adapté à un système éolien. Dans la deuxième partie, nous avons vu brièvement la modélisation de la machine asynchrone. Nous avons utilisé la transformation de Park pour présenter la machine triphasée dans un repère à deux axes afin de simplifier la résolution des équations électromagnétiques de la machine. On a présenté aussi le modèle de fonctionnement de redresseurs triphasés deux et trois niveaux à structure NPC, commandé par la technique de commande MLI. La troisième partie, a porté sur la commande du système étudié en vue de réaliser les objectifs escompté, à savoir bien contrôlé la tension de la génératrice en utilisant un redresseur (à deux et à trois niveaux) par des régulateurs PI en boucle fermée. A la fin, nous avons présenté une étude en simulation du système globale avec différents tests (variation de la vitesse et la variation de la charge) qui nous a justifié l’utilité de la structure du redresseur triphasé à trois niveaux, des résultats de simulation ont étés présentés et interprétés. Les résultats obtenus ont montré une bonne régulation de la tension redressée et du flux ainsi une bonne robustesse vis à vis de ces variations. L’utilisation de la commande vectorielle par un redresseur à multi-niveaux donne des meilleures performances par rapport à l’utilisation d’un onduleur à deux niveaux à savoir, la qualité de la tension de la génératrice s'améliore dans le cas de redresseur à trois niveaux par rapport à celui de deux niveaux ainsi l’analyse harmonique du courant statorique montre une meilleure qualité spectrale pour le cas de trois niveaux par rapport aux onduleurs deux En perspective, nous envisageons d’étendre les travaux selon divers axes, application d’autre stratégie de commande tel que: la technique de commande MLI vectorielle, la commande DTC.