Commande robuste d’un système eolien à base d’algorithmes intelligents

Abstract

Le développement de la technologie éolienne à vitesse variable et à fréquence finie est devenu un domaine d'intérêt majeur pour la production de l’énergie électrique en raison des avantages environnementaux et économiques. Cependant, il reste toujours des recherches à faire pour améliorer le comportement des machines éoliennes avec un rendement plus fiable. Ce travail est une contribution à l’amélioration de la commande d’un système de conversion d’énergie éolienne équipé d’une génération de type asynchrone à double alimentation (GADA).Il porte sur la commande robuste à base d’algorithmes intelligents pour l’optimisation de l’énergie éolienne en introduisant les outils intelligents tels que : les Supports Vecteurs Machines à Régression, lesModesGlissants (SMC), la technique de commande duBackstepping et l’algorithme d’Optimisation par Essaims Particulaires (PSO) adaptatif, tout en prenant en compte les aspects dynamiques du système éolien. Ces approches permettent de résoudre les problèmes associés aux effets des incertitudes et des perturbations externes liés généralement aux comportements stochastiques du vent. Deux stratégies de commande ont été adoptées : La première est destinée à la partie mécanique de l’éolienne comme étant la partie essentielle de la chaine de conversion énergétique. Dans cette stratégie, nous avons proposé deux lois de commandes intelligentes et robustes : La première loi est basée sur les Modes Glissants combinés aux Supports Vecteurs Machines à Régression et la deuxième loi est basée sur la technique du Backstepping améliorée par l’algorithme APSO. Dans cette partie, l’étude est limitée au calcul du couple électromagnétique que la génératrice doit fournir pour le bon fonctionnement de l’aéroturbine. La deuxième stratégie adoptée traite la partie électrique de l’éolienne à savoir lamachine asynchrone à double alimentationen mode de fonctionnement génératrice (GADA). La commande proposée pour cette génératrice, consiste à combiner la commande par Modes Glissants à actionProportionnelleIntégrale dans deux zones de fonctionnements. Dans la zone de vitesse du vent faible, l’objectif est l’optimisation de la puissance produite et dans la zone de fonctionnement à vitesse du vent fort, le système de commande a pour objectif de réguler la puissance et la vitesse de rotation, autour de leurs valeurs nominales en se basant sur la commande en couple et en pitch. La validité en termes d’efficacité, de stabilité et de poursuite des différents contrôleurs proposés qualifiés d’intelligents, robustes et optimales est confirmée par simulation sur MATLAB/SIMULINK.