modélisation et simulation des éoliennes basées sur une msap et une mada connectées au réseau électrique

Abstract

Les stratégies de commande non linéaires ont connu un grand succès pendant ces dernières décennies. Plusieurs techniques non linéaires ont été appliquées aux systèmes éoliens. L’objectif de cette thèse est la modélisation des éoliennes basées sur une Machine Asynchrone à Double Alimentation (MADA) et une Machine Synchrone à Aimant Permanent (MSAP), puis l’introduction des conditions de Lyapunov et technique de linéarisation des systèmes étudiés dans le but d’améliorer leurs stabilités et la qualité d’énergie au point d’injection réseau. La thèse traite dans le dernier chapitre une nouvelle approche pour l’analyse croisée des performances et des risques de défaillance d’une turbine éolienne d’un parc éolien onshore au Maroc. En premier lieu, un système éolien à base d’une MSAP est étudié, dans le but d’améliorer la stabilité des paramètres d’exploitation du système connecté au réseau. En deuxième lieu, nous avons présenté un système éolien à base d’une MADA. Les commandes exploitées pour les systèmes étudiées reposent généralement sur la linéarisation des entrées-sorties et l’introduction des conditions de Lyapunov afin d’améliorer la convergence des sorties aux consignes fixées, et visent la rapidité des réponses dynamiques du système vis-à-vis les fluctuations de la vitesse du vent. Les conditions de Lyapunov ont été introduites, dans le but d’améliorer la stabilité globale des systèmes étudiées et la convergence des courants aux références qui varient suivant les fluctuations de la vitesse du vent, que ça soit pour une éolienne à base d’une MSAP ou une MADA. Plusieurs approches et stratégies ont été utilisées également pour achever l’extraction du Maximum de l’énergie cinétique du vent disponible. Par ailleurs, un comparatif entre deux éoliennes est proposé, un premier système éolien comprenant une MSAP et un deuxième à base d’une MADA, afin de vérifier la robustesse des conditions de Lyapunov dans la commande des CCM et CCR. On constate que l’éolienne à base d’une MSAP présente de meilleures performances para rapport au MADA, en termes de la stabilité globale, ainsi qu’en termes de la conformité aux paramètres et seuils fixés par le gestionnaire du réseau. Aussi, un comparatif entre le système étudié et un cas réel était présenté, en présence d’un défaut électrique créé au niveau du point d’injection réseau. A la fin de cette thèse, nous présentons une étude des performances d’une turbine 2.3MW d’un site onshore marocain, ainsi qu’une Analyse de Mode de Défaillances et de Criticité basée sur les coûts. Le but de cette étude est d’identifier les défaillances les plus critiques qui peuvent affecter les performances de la machine, et par conséquent affecter le productible. Un plan d’actions et une maintenance appropriée sont proposés à la fin, pour pallier aux défaillances critiques identifiées et optimiser la production.