étude, conception et contrôle d’une chaîne de conversion d’énergie hydraulique connectée au réseau

Abstract

L'objectif principal de la présente thèse de doctorat est de développer un système de contrôle optimisé utilisé dans les hydroliennes à débit d'eau non-contrôlée et à plusieurs mégawatts (multi-MW), avec des générateurs synchrones à aimants permanents multipolaires MP-GSAP, connectées au réseau de distribution électrique. Il s‘agit en premier lieu du choix, de la modélisation et de la conception d‘une nouvelle chaine de conversion hydrolienne à caractère optimale en se basant sur plusieurs critères à savoir : simplicité, fiabilité, rapidité et rentabilité. En seconde lieu, le développement d‘une stratégie de contrôle dédiée à : - La génération de la pleine puissance de la turbine; - La réduction des contraintes mécaniques; - Le perfectionnement de la qualité des formes d‘ondes injectées au réseau pour respecter soigneusement les exigences des normes de recommandation d‘interconnexion IEEE 519-1992; - Le découplage entre la sensibilité des perturbations, les performances dynamiques et à la marge de stabilité de contrôle de l'ensemble du système par l‘adaptation d‘un meilleur algorithme de synchronisation ; - Et le contrôle des puissances active/réactive délivrées au réseau ainsi que le facteur de puissance de toute l‘installation. La stratégie développée a été divisée en deux parties: le contrôle côté générateur et le contrôle côté réseau. Le contrôle côté générateur est principalement utilisé pour contrôler le courant inducteur dans le convertisseur survolteur afin d'extraire toute la puissance de la turbine. Quant au contrôle côté réseau, il est essentiellement exploité pour maintenir la tension constante des condensateurs du circuit intermédiaire et pour contrôler les puissances active / réactive délivrées au réseau. Les résultats de simulation prouvent l'efficacité et la performance des modèles de divers composants de la nouvelle chaine de conversion d'énergie hydraulique avec des stratégies de commande qui montrent de très bonne performance que ce soit au régime transitoire ou permanent, ce qui démontre implicitement que nos objectifs établis au début ont été atteints. Et finalement, une mise en oeuvre expérimentale d‘une partie de la chaine de conversion hydrolienne a été effectuée avec une puissance réduite. L‘objectif visé est d‘implémenter les autres parties pour valider les résultats obtenus en simulation.