Générateurs des tensions orthogonales à base d'un bloc de retard 108

La structure générale d'un GSO basée sur un bloc de retard est présentée dans la gure 4.15. Si la tension du réseau représente le signal vα , un signal quadrature −vβ est obtenu par le bloc de retard tel que présenté dans les gures 4.14.

−vβ

vg/||vˆg||

Retard de (Tg/4)

vα

b

Figure 4.15 Générateur de tensions orthogonales à base d'un bloc de retard

D'une manière générale, l'algorithme est simple à utiliser et le processus de réglage ne pose pas des dicultés particulières. Bien que cette technique a deux inconvénients majeurs :

1. Elle n'a pas une fréquence adaptative, ainsi des erreurs peuvent être se produites quand la fréquence du réseau subit des uctuations, en raison de son retard xe.

2. Elle crée un système de tensions orthogonales non ltrées.

Cependant, pour remédier à ces lacunes nous avons proposé une amélioration de cette méthode qui sera présentée dans la section suivante.

4.3. Synchronisation avec le réseau électrique : Boucle à verrouillage de phase

PLL 109

4.3.3 Amélioration de GSO à base d'un bloc de retard

Lorsque la fréquence de réseau varie, le bloc de retard n'est pas en mesure de modier son retard (π

2) xe, et le signal produit ne sera pas en quadrature avec le signal d'entrée vg. Cette limite va générer des erreurs des paramètres mesurées (_θ˜_g, _V˜_g, et _f˜_g). An de remédier à cet inconvénient de la méthode de retard, un petit changement dans la transformation de Park est proposé dans la suite de cette section.

Le système de tensions orthogonales créé se présente comme suit : sin(ωg.t) ^retard Tg 4 → sin(ωg.t− ^π₂) = −cos(ωg.t) (4.29)      vα =sin(θg) −vβ =sin(θg −^π₂) =−cos(θg) (4.30)

Par conséquent, le bloc de retard fournit un signal en quadrature égal ₋vβ au lieu de vβ, qui devrait être pris en considération lors de l'exploitation de la transformation de Park.

En remplassant vα et −vβ du système5.18 nous trouvons :

    

vd =sin(θg).sin( ˜θg) +cos(θg).cos( ˜θg)

vq =−sin(θg).cos( ˜θg) +cos(θg).sin( ˜θg)

(4.31)

Le second terme du système 4.31 (vq) est utilisé comme entrée dans la boucle de régulation de la structure PLL, il devient comme suit :

vq =h

cos(θg).sin( ˜θg)−cos( ˜θg).sin(θg)i

| {z }

=0, quand θ^˜g=θg

(4.32)

Lorsque la fréquence de réseau varie de valeur ωg à ωn, Le retard constant (Tg

4 ⇔ π

2) va générer une erreur de décalage de phase (ϕerr) dans le signal quadrature, tel que présenté dans 4.34 :

vq= cos(θn+ϕerr).sin( ˜θn)−cos( ˜θn).sin(θn)

| {z }

6

=0, quand θ^˜n=θn

(4.35) An d'éliminer les erreurs introduites par ϕ_err, nous avons proposé un changement dans le bloc de la transformation de Park. Ce changement consiste à substituer le terme cos( ˜θn) de la transformation de Park présentée en 4.35 avec le signal quadrature de sin( ˜θ_n), en utilisant un bloc de retard identique que celui exploité pour la création de −vβ

A partir du terme estimé sin( ˜θn), en résultant que :

sin( ˜θn) = sin( ˜ωn.t) ^retard

π 2

→ sin( ˜ωn.t− ^π

2 ^{+ϕerr) =} −cos( ˜ωn.t+ϕerr) = −cos( ˜θn+ϕerr)

(4.36)

La substitution présentée dans 4.37 va produire la même erreur de décalage de phase ϕerr. En remplaçant 4.36 dans 4.35 , nous trouvons l'expression suivante :

vq=h

cos(θn+ϕerr).sin( ˜θn)−cos( ˜θn+ϕerr).sin(θn)i

| {z }

=0, quand θ^˜n=θn

(4.37)

4.4 Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons présenté dans sa première partie le principe de l'algorithme P&O et sa limite lors d'une variation rapide de l'éclairement : une tension de référence Vrefi erronée, fausse le courant de référence _Iˆ_g,ref de pilotage de l'onduleur d'une part, et cause une mauvaise exploitation des panneaux PVs d'autre part. L'algorithme que nous avons proposé est une optimisation de la méthode dP −P&O, basée sur l'ajout d'une mesure de la puissance

4.4. Conclusion 111 entre deux périodes consécutives de MPPT. En exploitant la variation de la puissance dP2,i

comme étant une image du changement de l'éclairement et en utilisant deux limites (Lsup et Linf) pour la variation de la puissance dPi, nous avons amélioré l'ecacité globale du système PV avec une erreur statique de MPPT presque nulle .

Dans la seconde partie de ce chapitre, une amélioration de la PLL à base de la transformation de Park à retard xe est faite. En modiant la tranformée de Park par l'introdution de la même variation de la fréquence estimée du réseau que le retard du GSO.

les résultats de simulation vériant l'ecacité de notre démarche sont pérsentés dans le chapitre 6.

Chapitre 5

Commande d'onduleur PV H-pont

N-niveaux raccordé au réseau électrique

monophasé

5.1 Introduction

Dans le cas des onduleurs multiniveaux de tension connectés au réseau, le contrôle des puissances active/réactive revient à contrôler soit la tension au niveau du PCC (Contrôle en mode de tension), soit le courant à la sortie de l'onduleur (Contrôle en mode de courant). Dans l'approche de ce dernier mode, le courantiin contrôlé à travers la tension vin (gure5.1). Par conséquent, les puissances sont contrôlées par l'angle de phase et l'amplitude du courant iin par rapport à la tension vg au PCC. Ainsi, en raison de la réglementation imposée sur l'injection du courant, l'onduleur est protégé contre les surcharges. De plus ce mode de contrôle a d'autres avantages telles que : la robustesse face aux variations de paramètres du système PV et du réseau, des performances dynamiques supérieures et une précision de contrôle plus élevée [Yazdani 2010] [Kjaer 2005a] .

Dans ce chapitre nous présentons une nouvelle stratégie de commande d'un onduleur H-pont en cascade multiniveaux pour les systèmes PV connectés au réseau. Il s'agit de la technique MCSPWM proportionnelle (gure 5.5). Contrairement à la technique classique de commande des onduleurs connectés au réseau, généralement utilisant un convertisseur DC/DC entre le PV et l'onduleur pour la poursuite du MPPT, cette commande propose pour chaque module PV , alimentant une cellule H-pont d'onduleur , son propre algorithme MPPT.

Les motivations du choix du ltre LCL par rapport au ltre L sont présentées dans la section 5.2. La résonnance (de la capacité) du ltre d'interférence électromagnétique est amortie de façon passive à l'aide d'une résistance [Liu 2002].

R´eseau

Electrique

Filtre LCL

Onduleur

Mulitiniveaux H-pont

Panneaux Solaires

Filtre LCL

Filtre LCL

Figure 5.1 Système PV à base d'un onduleur multiniveaux H-pont raccordé au réseau