Etude et commande d’une turbine éolienne utilisant une Machine Asynchrone à Double Alimentation

Abstract

La conversion de l'énergie éolienne en énergie électrique fait appel à de nombreuses disciplines scientifiques (météorologie pour l'étude du comportement du vent, mécanique et chimie pour les contraintes et la composition des divers matériaux utilisés dans l'aérogénérateur, mécanique des fluides pour l'effet des masses d'air en mouvement sur les pales, électrotechnique pour la conversion électromécanique et l'adaptation de l'énergie électrique et automatique pour la commande de la turbine et de génératrice liée à cette dernière). C'est à la partie Automatique de cette chaîne de conversion qu'est consacré ce mémoire. Après un bref rappel des concepts et équations régissant le fonctionnement d'un système éolien, ce document dresse une étude sur deux stratégies de commande de la vitesse mécanique des turbines éoliennes en zone 2 afin de maximiser la puissance produite. La troisième partie présente une étude sur la génératrice asynchrone à double alimentation. La modélisation de cette dernière et sa stratégie linéaire de commande (commande vectorielle) sont détaillées. La quatrième partie de ce mémoire est consacrée à la commande de l'échange de puissance entre le stator et le réseau en agissant sur les signaux rotoriques. Dans cette optique une commande vectorielle en puissances active et réactive statoriques est mise en oeuvre. Cette commande est élaborée et testée en synthétisant deux types de régulateurs linéaires : Proportionnel- Intégral et RST basé sur la théorie du placement de pôles. Les performances du dispositif sont analysées et comparées en termes de suivi de consigne, robustesse, et rejet de perturbations.