Contribution à la commande prédictive de type FCS-MPC pour un système éolien à base de la génératrice asynchrone à double alimentation

Abstract

En raison de l'épuisement des combustibles fossiles et des préoccupations croissantes pour l'environnement liées au réchauffement climatique, la production d'électricité à partir d'éoliennes est devenue cruciale pour le développement durable à l'échelle mondiale. Actuellement, les éoliennes équipées de génératrices asynchrones à double alimentation (GADA) dominent le marché mondial grâce à leurs nombreux avantages. L'objectif de cette thèse est d’élaborer et d’implémenter des stratégies de commande linéaires et non linéaires pour un système de conversion d’énergie éolienne basé sur une GADA à vitesse variable. Dans un premier temps, une stratégie de contrôle vectoriel est adoptée pour contrôler les convertisseurs côté machine et côté réseau à l’aide de régulateurs classiques de type Proportionnel-Integral (PI). Cependant, les résultats obtenus montrent que cette approche reste sensible aux perturbations extérieures ainsi qu'aux variations des paramètres de la machine. Pour remédier à ces limitations, un contrôle par mode glissant (SMC) basé sur la fonction de Lyapunov est proposé pour résoudre les différentes incertitudes et perturbations, Toutefois, le principal problème rencontré est le phénomène de chattering, causé par le terme discontinu de la commande SMC. Dans un deuxième temps, afin d'améliorer les performances de la commande SMC, notamment en réduisant les ondulations et le temps de réponse, la commande prédictive de type FCS-MPC avec un onduleur à deux et trois niveaux est présentée et implémentée. Une analyse comparative de ces techniques est ensuite effectuée, mettant en évidence l’efficacité des améliorations proposées. Enfin, une validation expérimentale des résultats de simulation a été effectuée à l’aide du kit de prototypage des lois de commande basé sur la carte dSPACE DS1104.Cette validation a démontré l’efficacité et les performances des contrôleurs susmentionnés sur les systèmes éoliens. Les résultats expérimentaux obtenus révèlent les hautes performances dynamiques et statiques des commandes proposées, ainsi que la robustesse de la commande améliorée.