Évaluation des performances d’une génératrice á double étoile dans un système de conversion de l’énergie éolienne en fonctionnement autonome

Abstract

Ce travail aborde de manière générale l’étude, la modélisation, la commande et la simulation de la machine asynchrone à double étoile en tant que générateur. L’objectif principal de ce travail est d’évaluer les performances d’un générateur asynchrone à double étoile dans un système autonome de production d’énergie éolienne. Plus spécifiquement, le premier chapitre a abordé les concepts fondamentaux nécessaires à la compréhension des systèmes de conversion d’énergie éolienne, des systèmes autonomes et des machines utilisées dans ce domaine. Ce chapitre a également permis d’approfondir nos connaissances sur les différents types de machines électriques, ainsi que sur l’origine et l’importance de l’utilisation de machines multi-phasées dans les applications à haute puissance. Cela a contribué à renforcer notre compréhension et à enrichir notre savoir dans ce domaine. Le deuxième chapitre se concentre sur la description et la modélisation de la machine à asynchrone à double étoile (MASDE) en utilisant les équations mathématiques dans le repère biphasé, grâce à la transformation de Park. Cette approche de modélisation a permis d’obtenir un modèle simplifié qui représente efficacement le fonctionnement de la MASDE. Une fois la modélisation achevée, des simulations ont été exécutées en alimentant la machine à l’aide de deux sources triphasées, puis à l’aide de deux onduleurs de tension contrôlés par modulation de largeur d’impulsion (MLI). Ces simulations ont été réalisées à l’aide du logiciel Matlab/Simulink. Le troisième chapitre de ce mémoire met en œuvre la commande vectorielle indirecte à flux orienté sur la génératrice asynchrone à double étoile (GASDE) connectée à des redresseurs MLI. Cette commande vise à contrôler le couple de la génératrice de manière similaire à celui d’une machine à courant continu à excitation séparée. Dans la première partie du chapitre, la modélisation du système proposé est présentée. Ensuite, des simulations numériques sont effectuées pour étudier le comportement de cette méthode de commande et mettre en évidence les caractéristiques de la commande sur la GASDE. La commande vectorielle indirecte à flux orienté avec régulation de vitesse permet de maintenir la tension du bus continu constante, ce qui est essentiel pour assurer le bon fonctionnement du système. Différents essais sont réalisés, notamment des variations de charge et de vitesse. Les régulateurs PI permettent de bien contrôler la tension et d’orienter efficacement le fluxrotorique. Ces résultats apportent des réponses à de nombreuses questions et réflexions soulevées précédemment par des chercheurs dans le domaine. Sur la base des résultats obtenus, les conclusions suivantes peuvent être tirées : ? Les variations de charge et de vitesse sont testées sur le système afin d’évaluer son évolution, en prenant en compte différents types de charges (résistives et inductives). ? L’application d’une stratégie de contrôle vectoriel pour réguler la tension de la GASDE, qui alimente un réseau autonome, en se basant sur le principe de l’orientation du flux rotorique a été proposée. Pour continuer cette recherche, il est envisageable d’identifier les perspectives de recherche qui sont liées au thème abordé dans ce mémoire, notamment :L’intégration d’un dispositif de stockage d’énergie tel qu’une batterie, dans le système ? L’évaluation de l’application de différentes techniques de commande robuste, telles que la logique floue, la commande adaptative, les réseaux de neurones ou les algorithmes génétiques, dans le but d’améliorer les performances du système. ? Analyser les effets des perturbations et des variations de charges sur le système de commande, puis identifier des stratégies de compensation efficaces.