Résultats …

Ce point illustre les résultats obtenus avec une méthode d’optimisation hybride. Ces résultats sont ensuite comparés aux résultats obtenus avec les AG et à ceux obtenus avec la méthode

CHAPITRE 2 - L’INTERFAÇAGE DE PUISSANCE D’UN GENERATEUR A PAC

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-analytique classique. Tous les procédés d’optimisation ont été réalisés avec un PC Pentium III à 800 MHz avec 512 MG de mémoire RAM.

2.3.7.1 Résultats de la méthode hybride

Le tableau qui suit présente les valeurs des paramètres obtenus avec le procédé hybride.

CBus 1410µF VBus 500 V

LAC 0.9 mH fDC/AC 5 kHz

CAC 25 µF fDC/DC 5 kHz

Nombre de modules 4 CPAC 286 µF

LDC 2.9 mH

Tableau 2.6 Valeurs obtenues avec la méthode hybride

fDC/AC et fDC/DC sont les fréquences de découpage de l’OT et du hacheur respectivement.

Avec ces paramètres, les valeurs pour le critère d’optimisation et pour les contraintes sont : Ondulations du courant PAC 1.59 %

Contraintes

THD 3.28 %

Critère d’optimisation Pertes de puissance 2891 W

Tableau 2.7 Résultats de l’optimisation hybride

Le Tableau 2.1 présente le temps de calcul pour chaque partie. Si, le lecteur désire plus d’informations concernant les paramètres des AG, il peut se référer à l’annexe A4.

Nombre de générations, AG = 210 Temps de calcul des AG = 3 h. 21 min. Itération du procédé déterministe = 8 ^{Temps de calcul du méthode} _{déterministe = 33 min}

Temps de calcul total = 3 h. 54 min.

Tableau 2.8 Temps de calcul de l’optimisation hybride

On note que le procédé d’optimisation déterministe n’a pas besoin de beaucoup d’interactions ni de temps. En effet, les AG ont donné comme meilleur individu un point très proche de l’optimum. L’évolution des AG le confirme, puisqu’il n’existe pas de grandes variations lors des dernières générations (Voir Figure 2.39).

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 500 550 600 650 700 750 Generation Va le u r

Figure 2.39 Evolution du meilleur individu des AG, méthode hybride

Cette courbe permet de constater la grande vitesse de convergence des AG vers l’optimum au début du procédé, quand la diversité est élevée. Cependant, cette vitesse décroît notablement

CHAPITRE 2 - L’INTERFAÇAGE DE PUISSANCE D’UN GENERATEUR A PAC

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-après les premières générations, population plus uniforme, parce que les AG convergent lentement vers l’optimum à la fin du procédé. Cela confirme les caractéristiques mentionnées précédemment et justifie l’utilisation d’une méthode hybride.

En conclusion, malgré sa simplicité, le cas analysé permet tout à fait de montrer la puissance et l’utilité de cette méthode hybride.

2.3.7.2 Comparaison des résultats

Comme il a été précédemment indiqué, ce dimensionnement a été réalisé avec : • Une méthode analytique dite classique, sans aucun algorithme d’optimisation. • Une méthode totalement heuristique, avec AG.

Pour ce dernier cas, les paramètres des AG ont été les mêmes que ceux employés pour les AG lors de l’optimisation hybride. La seule différence est le nombre de générations. Dans le cas hybride, le nombre de générations est inférieur de 30 %. Cette valeur à été choisie suite à une analyse de l’évolution du meilleur individu avec la méthode totalement heuristique. Le temps de calcul de la méthode totalement heuristique est de 4 heures et 40 minutes.

Les tableaux suivants illustrent la comparaison des résultats obtenus.

Méthode analytique ^AG Optimisation hybride CBus 1500 µF 1346 µF 1410µF LAC 1.5mH 1.1 mH 0.9 mH CAC 30µF 39 µF 25 µF Nombre de modules 4 4 4 LDC 1 mH 2.3 mH 2.9 mH VBus 600 V 553 V 500 fDC/AC 7 kHz 5070 Hz 5000 fDC/DC 5 kHz 5200 Hz 5000 CPAC 200 µF 267 µF 286 µF

CHAPITRE 2 - L’INTERFAÇAGE DE PUISSANCE D’UN GENERATEUR A PAC

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-Tableau 2.10 Comparaison des résultats

Cet exemple simple a validé l’intérêt de la méthode d’optimisation proposée comme outil de dimensionnement. En effet, même si le nombre des contraintes et critères d’optimisation est réduit, les résultats montrent que l’utilisation de la méthode hybride permet d’améliorer les caractéristiques de l’IP.

La méthode hybride conduit à une amélioration de 16 % par rapport à la méthode classique et de 6 % par rapport à la méthode totalement heuristique en terme de critère choisi. En outre, l’hybridation permet une réduction du temps de calcul de l’ordre de 20 % par rapport au temps nécessaire avec les AG. Tout cela fait de la méthode hybride une méthode très bien adaptée aux problèmes relatifs à l’électrotechnique. Cependant, il faut noter que les résultats obtenus avec ces trois méthodes ne sont pas trop éloignés du fait du faible nombre de paramètres intervenant pour l’optimisation.

2.4 Conclusions

Ce chapitre a montré que les IP sont actuellement des éléments à considérer de très près pour le développement des PAC, car l’interface doit satisfaire les conditions imposées par la PAC et par l’application. En outre, l’IP doit assurer une gestion optimale de l’énergie produite. Tout cela conditionne énormément les structures et les topologies possibles de l’interface. Suite à une analyse des interfaces existantes, on a constaté que pour des puissances de l’ordre de 100 kW, il existe une structure de puissance dénominateur commun à toutes les applications étudiées. Cette IP correspond à l’interface utilisée dans l’application stationnaire, soutien de poste. Ce dénominateur commun a été appelé interface universelle de puissance. En partant de cette structure, on a réalisé un procédé d’optimisation pour définir l’interface optimale pour une PAC en utilisant diverses méthodes.

Les AG sont bien adaptés aux problèmes de l’électrotechnique, car ils son robustes face aux non-linéarités et optimaux locaux. En outre, leur utilisation n’exige pas une modélisation spécifique, ce qui facilite énormément leur implémentation. Néanmoins, ils présentent quelques inconvénients lorsque leur population devient très uniforme.

Ce chapitre a illustré qu’un procédé hybride permet de faire face aux aspects négatifs des AG. En effet, une hybridation « AG / méthode déterministe » conduit non seulement à de meilleurs résultats mais aussi à une réduction du temps de calcul. Dans tous les cas, une amélioration, si minime soit elle, ne doit pas être négligée vu le prix élevé du kW installé pour une PAC.

Pour obtenir l’IP optimale pour une PAC, l’étape suivante consiste dans l’analyse et l’adaptation du contrôle commande aux caractéristiques de la PAC. Dans ce sens, le chapitre suivant analyse le niveau de contrôle intermédiaire de l’IP.

Méthode

analytique ^{AG Optimisation} hybride

Ondulations du courrant PAC ^{3.36 % 1.39 % 1.59 %} Contraintes THD 2.37 % 1.57 % 3.28 % Critère d’optimisation Pertes de puissance ^{3432 W 3039 W 2891 W}

-CHAPITRE 3 - CONTROLE COMMANDE DE L’INTERFACE DE PUISSANCE D’UNE PAC

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CHAPITRE 3

C

’

’

PAC

Une partie vitale du contrôle d’une IP est la régulation de certaines grandeurs intermédiaires comme par exemple, la tension du bus continu ou le courant de sortie de la PAC. Ce contrôle se réalise via des régulateurs qui doivent assurer de bonnes performances sous des contraintes assez strictes.

Ce chapitre dévoile les correcteurs les plus représentatifs parmi les régulateurs existants. Ces régulateurs, autant continus que numériques, ont été sélectionnés du fait de bons rapports performance/complexité. Ces régulateurs sont comparés sur la base de leur robustesse vis-à-vis des erreurs paramétriques et autres perturbations.

La première partie de ce chapitre décrit les régulateurs sélectionnés. Pour faciliter leur compréhension, ils sont classifiés selon le convertisseur de la chaîne de génération que l’on désire commander. Pour chaque convertisseur, plusieurs correcteurs sont proposés en tenant compte des divers scenarii de fonctionnement. Leur réglage est validé par les résultats obtenus en simulation.

La dernière partie du chapitre présente la validation des contrôles proposés, sur un banc expérimental. Ces résultats concernent plus particulièrement le contrôle de l’OT. On a validé tant la régulation en courant que la régulation en tension.