Synthèse des résultats

- V_DC Filtre LR ^Charge Gate Drivers PWM TMS320F240 DSP Processeur

PowerPC _{Carte contrôleur} DS 1104 CAN 316 bit 312 bit Filtre Passe Bas Amplificateurs d’isolation Capteurs GND ^GNDIN

Mesures des signaux et conditionnement

Figure 2.13 : Implémentation pratique du système de modulation et de la commande

La carte contrôleur exerce les fonctions suivantes: conversion des signaux de tension et courant analogiques en signaux numériques; décomposition/composition en éléments symétriques et la transformation des coordonnées; régulation de la tension et du courant ainsi que la modulation vectorielle.

La stratégie de commande et l'algorithme de modulation SVM 3D ont d'abord été validés à l'aide du modèle d'onduleur en valeurs moyennes présenté dans la section 2.4 en utilisant Matlab/Simulink. L'algorithme SVM 3D a été développé en C et implémenté à travers une S-Function.

2.7 Synthèse des résultats

Pour valider la stratégie de commande, de nombreuses simulations et tests ont été réalisés avec le modèle d'onduleur en valeurs moyennes et un prototype développé au laboratoire (Figure 2.14). Le prototype peut délivrer une puissance nominale de 1 kW. L'onduleur dispose d'une tension d'entrée nominale de 195 VCC, une tension de sortie nominale de 60 Veff et une fréquence de sortie nominale de 50 Hz.

Chapitre 2

Convertisseurs de puissance et commandes associées pour l’intégration de la PD dans les µréseaux en conditions de défauts

Pour évaluer le fonctionnement de l’onduleur à quatre bras équipé de la stratégie de commande innovante les mêmes tests ont été réalisés en simulation et expérimentalement dans des conditions de charge résistive symétrique/asymétrique. Les résultats de simulation sont illustrés sur la Figure 2.15 et les résultats expérimentaux sur la Figure 2.16.

Pendant environ 1,045 s, la charge résistive triphasée est fortement déséquilibrée. La phase B est chargée avec 36 W et les phases A et C sont chargés avec 360 W. Au bout d'environ 1,045 s, la phase B atteint la même puissance que les phases A et C et la charge triphasée devient équilibrée (la puissance totale requise par la charge est de 1080 W).

Figure 2.15: (a) le courant de charge en simulation; (b) le courant de charge expérimental

Figure 2.16 : (a), la tension aux bornes de la charge en simulation, (b) la tension expérimentale aux bornes de la charge

Le niveau de déséquilibre de la tension triphasée peut être quantifié en utilisant le pourcentage de déséquilibre de la séquence inverse exprimé selon la définition du « degré de déséquilibre d’un système triphasé » [18]. Les mesures faites en simulation et expérimentalement montrent que le degré de déséquilibre de la séquence inverse de tension, lorsque la charge est déséquilibrée, est inférieur à la valeur tolérée par les standards internationaux qui fixent la valeur la plus élevée de la séquence inverse à 2% [18].

Les variables de commande illustrées sur les Figures 2.17 et 2.18 permettent d'analyser les performances de la stratégie de commande basée sur les composantes symétriques. Le but de la boucle externe de régulation de la tension est de fixer l'amplitude et la phase de la tension à la sortie de l’onduleur. Afin de rétablir l'équilibre de tension, les séquences inverse et homopolaire de tension doivent être égales à zéro.

Le gros avantage de cette stratégie de commande est sa capacité à contrôler séparément les séquences directe, inverse et homopolaire. Comme on peut le voir sur les Figures 2.17 et 2.18, les signaux de commande de tension et courant sont des quantités à CC facile à réguler avec des correcteurs de type PI.

Temps [s] Temps [s] C ou ran t d e cha rge [ A ] Cou ra n t d e ch a rg e [ A ] T e n s io n [ V ] T e n s io n [ V ] Temps [s] Temps [s]

Figure 2.17: (a) boucle externe de tension, résultats de simulation, (b) boucle externe de tension, résultats expérimentaux

Lorsque la charge est déséquilibrée, les courants sont déséquilibrés et, par conséquent, leurs séquences inverse et homopolaire ne sont pas nulles. Une fois que la charge devient équilibrée, les séquences négative et homopolaire du courant atteignent la valeur zéro (Figure 2.18).

Figure 2.18 : (a), boucle interne de courant, résultats de simulation, (b) boucle interne de courant, résultats expérimentaux

Temps [s] Temps [s]

Chapitre 2

Convertisseurs de puissance et commandes associées pour l’intégration de la PD dans les µréseaux en conditions de défauts

3 Commande d’un Compensateur Actif de Puissance pour

améliorer la qualité de l’énergie dans les µréseaux

Un µréseau est un réseau faible, différent d'un réseau principal qui peut être considéré comme un système à puissance infinie dans la mesure où les variations de charge n’ont pas d’impact majeur sur le réseau. Au contraire, dans un µréseaux des variations de charge importantes et soudaines peuvent entraîner d’importants problèmes de qualité d’énergie. De plus, la prolifération des convertisseurs de puissance et des charges non-linéaires augmentent encore plus le niveau de contamination des tensions et courants dans un µréseau [19], ce qui oblige à trouver des solutions pour satisfaire les normes de qualité d’énergie de plus en plus exigeantes.

Une des solutions pour remédier l'inconvénient mentionné ci-dessus est d'utiliser des Compensateurs Actifs de Puissances (CAP) comme interface de puissance entre les sources d'énergie renouvelables et le µréseau. Le CAP s'est avérée être une bonne alternative pour compenser les perturbations de courant et tension dans les systèmes de distribution d'énergie [20][21][22]. Différentes topologies CAP ont été présentées dans la littérature [23][24], mais la plupart d'entre elles ne sont pas adaptées aux micro-réseaux. Pour cette raison, en collaboration avec le département EEMI (Electrotehnics, Electrical Machines and Installations) de l’Université de Galati, je me suis intéressé à l’exploitation des CAP pour l’intégration des SER et l’amélioration simultanée de la qualité de l’énergie dans un µréseau. Nous avons concentré nos efforts principalement sur une stratégie de commande innovante permettant au CAP d'injecter l'énergie souhaitée dans le µréseau, de compenser les harmoniques de courant, de corriger le facteur de puissance et d’équilibrer la tension au Point Commun de Connexion (PCC) entre les SER et le µréseau. La topologie et la stratégie de commande d’un tel CAP sont présentées par la suite.