Contribution à l’Amélioration des Performances Des Systèmes Eoliens.

Abstract

L'énergie éolienne a aidé l'humanité pendant des siècles. Aujourd'hui, l'énergie éolienne est considérée comme une source d'énergie alternative viable, avec l'objectif de réduire les effets nocifs de la production d'électricité conventionnelle et ne pas émettre de gaz à effet de serre. L'énergie éolienne s'avère être une source d'énergie rentable et fiable. Actuellement, le développement de la technologie éolienne à vitesse variable et fréquence constante est devenu un domaine d’intérêt majeur. Pour cette raison, cette thèse présente une étude analytique complète d'une chaine de conversion d'énergie éolienne reposant sur deux types de génératrice asynchrone. Dans ce contexte, une étude de comportement d'un nouveau modèle de génératrices asynchrone double étoile (GASDE) basée sur un rotor à double cage a été présentée. Initialement, le modèle proposé a été implémenté dans le repère de référence d-q (lié au champ tournant) en tenant compte de l’effet de saturation qui est également inclus dans ce modèle, ainsi que le phénomène d’amorçage pour assurer l'excitation. Une analyse détaillée sous une vitesse d'entraînement constante et une charge mixte (inductive –résistive) a été réalisée pour comparer les performances d’une GASDE à double cage à celles d’une GASDE simple cage. Par ailleurs, une stratégie de contrôle vectoriel (à flux orienté) est adoptée pour un contrôle indépendant des deux puissances statoriques active et réactive d’une génératrice asynchrone doublement alimentée (GADA) en utilisant un contrôleur classique (PI). Cependant, les résultats obtenus montrent que celle-ci reste sensible aux perturbations extérieures et aux variations paramétriques. Pour cela, une commande robuste (RST) basée sur la théorie de placement des pôles avec un observateur adaptatif (MRAS) pour l’estimation de la vitesse de rotation est proposée pour atténuer l’effet des variations paramétriques. Une méthode d'optimisation basée sur les algorithmes génétiques (Multi objective) est exploitée pour optimiser les paramètres des régulateurs (PI, RST), ce qui à permis d'ajuster et d’obtenir un temps de réponse adéquat en minimisant les différentes fonctions objectives telles que : le temps de montée, le temps de stabilisation et l’erreur de régime permanent. Les résultats de simulation obtenus du comportement dynamique du système a permis de justifier la fiabilité de l'approche d'optimisation proposée et de la considérer comme une alternative pour surmonter la limitation imposée par les méthodes classiques.