Méthode combinée (active + passive)

Pour les faibles niveaux de creux (entre 10-30 %) la stratégie de contrôle modifiée est utilisée, désactivant le contrôle classique ainsi que l’utilisation la protection matérielle SDBR. Alors que pour les importants creux (supérieure à 30%), la stratégie de contrôle modifiée est désactivée, et la SDBR est utilisée avec le contrôle classique.

La commande de la stratégie du contrôle modifiée (Figure III.18) est déclenchée en cas de sur-courants sur les enroulements rotoriques (Ir >0.85 pu), avec condition que la profondeur du creux est supérieure à 30%

(Vg>0.7). La détection de la profondeur du creux est déterminée par la tension Vg.

La commande de la stratégie SDBR est déclenchée en cas d’une baisse inférieure à 30% de la tension nominale (Vg<0.7).

Figure III. 18: La commande de la stratégie de contrôle modifiée.

Pour la commande de DC-CHOPPER (Figure III.19) une fois une surtension de Vdc est détectée, l’interrupteur se ferme, et l’excès d’énergie est dissipé à travers la résistance, limitant ainsi la tension Vdc.

5.4 Simulation

Pour vérifier l’efficacité de la stratégie du contrôle combiné, nous avons appliqué une série des creux de tension successifs comme indiqué sur la figure III.20. Les résultats obtenus comparent la stratégie proposée avec la méthode active, passive et sans stratégie.

 _{Le premier creux est appliqué à partir de t=0.7s, sa durée est 150ms, et sa profondeur 100%.}  _{Le deuxième creux de profondeur 25%, et de durée 200ms est appliqué à t=1.2s.}

Figure III. 20: Creux appliqué sur la tension de réseau.

.

Figure III. 21: Les résultats de simulation (a) la puissance active, (b) la puissance réactive, (c) le courant rotorique et (d) le couple électromagnétique.

Figure III. 22: Les résultats de simulation pour la tension Vdc.

- Pour le 1er creux, les perturbations du défaut ont été éliminées par la solution SDBR, tandis que pour le 2ème creux de 25%, la stratégie de contrôle modifiée est employée.

- On remarque le maintien de la production de la puissance active avec la stratégie proposée durant le creux de 100% (Figure III.21 (a)). Au contraire sans stratégie la puissance active est presque nulle.

- La puissance réactive est restée dans les limites imposées par le Code-Grid (Figure III.21 (b)), il ne dépasse pas 0.4pu à la fourniture et 0.3pu à l’absorption. Par contre, sans la stratégie proposée la puissance réactive atteint 1pu à la fourniture et 1.2pu à l’absorption.

- La figure III.21 (c) montre que le courant rotorique est bien limité au voisinage de sa valeur nominale par la stratégie proposée durant toute la durée des creux appliqués. Par contre, sans stratégie le courant peut dépasser sa valeur maximale (3pu) ce qui peut endommager les convertisseurs de puissance.

- Les fortes oscillations du couple électromagnétique (Figure III.21 (d)) au cours d’apparition et disparition du défaut de largeur de 3.5 pu peuvent endommager la partie mécanique de la machine. Ces oscillations sont bien limitées par la stratégie proposée et ne dépassent pas une largeur de 0.5pu.

- Sur la figure III.22, la tension du bus continue est bien limitée à sa valeur maximale 1300 V avec la stratégie proposée, sans stratégie la tension peut dépasser deux fois la valeur maximale.

5.5 Conclusion

Ce chapitre présente une première stratégie pour LVRT d’une éolienne à vitesse variable à base de la MADA pour éviter de détruire les convertisseurs lorsque le système électrique est soumis à une défaillance de réseau triphasé. Cette stratégie est basée sur l’utilisation des résistances d’amortissement ainsi que des dispositifs de commutations couplés au CCR qui augmente la résistance du rotor et réduit considérablement le courant d'appel du rotor aux instants d'apparition et de disparition de défaut sur le réseau électrique. Ensuite, nous avons proposé une autre méthode dite « active » reposant sur le contrôle du flux rotorique durant le défaut. En effet, grâce à cette deuxième stratégie le courant de défaut et la surtension dans le bus continu sont limités, et la capacité de la MADA à lutter contre les défauts a été améliorée. Toutefois, cette solution reste limitée, elle ne peut être applicable que pour les faibles creux de tension. Pour remédier à ce problème, nous avons proposé une autre solution dite « passive » qui consiste en l’ajout d’une résistance SDBR en série avec le stator, ceci permet d’augmenter la tension statorique et par la suite réduire la composante continue au niveau du flux durant les

creux de tension. Cela permettrait de réduire les survoltages au niveau du rotor et par conséquent éviter les pics de courant rotorique. Ensuite, nous avons proposé l’ajout d’un circuit de limitation de tension du bus continu DC Chopper inséré en parallèle avec le condensateur, pour limiter la tension Vdc.

À la fin de ce chapitre, et vu les avantages offerts par les deux méthodes et afin d’extraire le maximum d’avantage des différentes stratégies proposées, nous avons proposé une stratégie qui combine les deux solutions. L’idée est de permettre la sélection de la solution adéquate en fonction de la profondeur du creux de tension. La stratégie a été vérifiée pour différentes profondeurs de creux.

Les résultats de simulation montrent que la stratégie combinée proposée diminue de façon significative les valeurs de crête des courants statoriques et rotoriques et minimise les oscillations du couple électromagnétique et les surtensions de Vdc aux instants d'apparition et de disparitions des défauts, ce qui améliore la capacité de la MADA pour assurer un bon fonctionnement et satisfaire aux exigences dictées par le Code-Grid