Les éoliennes à base de génératrice asynchrone à double alimentation (GADA) sont des systèmes incertains qui subissent des variations de paramètres internes de la génératrice et des caractéristiques du réseau électrique au point d’interconnexion. Ces variations (perturbations) font que les performances des contrôleurs classiques deviennent insuffisantes, d’où la nécessité de concevoir et de développer des commandes robustes.
L’idée de la robustesse, c’est de définir l’insensibilité du contrôleur aux variations paramétriques et/ou dynamiques non modélisées du système. Une contre-réaction peut être employée pour désensibiliser le système de commande de l’effet de l’incertitude. Cependant, des mesures seront prises en présence d’un processus réel incertain qui peut facilement entraîner l’instabilité, si l’influence de cette incertitude sur le comportement du système n’est pas prise en considération. Aussi, l’utilisation d’un convertisseur matriciel (CM) dans le circuit rotorique de la machine ajoute une complexité supplémentaire à la commande du flux de puissance. Le CM est une structure assez récente du convertisseur direct de puissance AC/AC. Il permet d’assurer un écoulement bidirectionnel de puissance entre le réseau électrique et le système éolien. Également, il permet de contrôler la tension de sortie en fréquence grâce à une matrice d’interrupteurs de puissance bidirectionnels en courant et en tension.
Ce projet de recherche a pour objectif d’étudier, de concevoir et d’implémenter le contrôle d’un aérogénérateur basé sur une GADA connectée directement au réseau électrique par son stator et pilotée par son rotor via un CM. Le contrôle de ce procédé de conversion d’énergie électrique devrait être robuste et découplé des puissances actives et réactives générées par le stator de la GADA afin, d’une part d’assurer de hautes performances et une meilleure exécution de la GADA et d’autre part, rendre le système insensible aux perturbations extérieures et aux variations paramétriques. Le premier objectif de cette recherche est de concevoir un CM en utilisant la modulation de Venturini et de tester ses performances sur la charge RL, les résultats de simulations au niveau des courants et des tensions à l’entrée et la sortie du CM sont comparés avec la méthode vectorielle spatiale (SVM). Le second objectif de cette recherche est de concevoir des contrôleurs intelligents tels que le contrôleur flou de type 1 et 2 pour contrôler le courant de la charge RL.
Le troisième objectif, c’est d’établir un modèle complet pour chaque élément de l’éolienne (CM, GADA et turbine) et d’appliquer des méthodes de contrôles classiques et avancées (PI, mode glissant, PI-Flou adaptatif et H infinie) afin d’analyser et comparer les performances et la robustesse du système éolien pour sélectionner celles qui offrent les meilleurs résultats. Les performances du système éolien ont été analysées et comparées en termes de suivi de référence et de robustesse. Cette étude a été conclue par des simulations de l’ensemble du dispositif et nous avons pu ainsi constater la capacité de la GADA à intégrer dans ce genre d’application.
Soutenance de thèse ayant eu lieu le 12 mars 2018
De gauche à droite: Serge Lefebvre (École de technologie supérieure), Ahmed Chériti (UQTR), Abdelhalim Sandali (Université Hassan II), Mamadou Lamine Doumbia (UQTR), Bekhada Hamane, doctorant (UQTR), et Pierre Sicard (UQTR).
Membres du jury
M. Mamadou Lamine Doumbia, Ph. D., directeur de recherche
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières
M. Ahmed Chériti, Ph. D., codirecteur de recherche
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières
M. Pierre Sicard, Ph. D., président du jury
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières
M. Abdelhalim Sandali, Ph. D., évaluateur externe
Professeur, Université Hassan II, Maroc
M. Serge Lefebvre, Ph. D., évaluateur externe
Professeur, École de technologie supérieure, Montréal
