Contribution à l'amélioration de la commande des chaines de conversion éoliennes

Abstract

Le sujet de cette thèse consiste à améliorer les performances de commande d'une chaîne de conversion éolienne connectée au réseau électrique et basée sur la machine asynchrone à double alimentation (MADA). Nous commençons notre recherche par la simulation et la commande d'une éolienne de 2.4 MW par l’utilisation d’une commande par orientation du flux statorique (FOC) à l'aide des régulateurs traditionnels de type PI. Ces régulateurs sont exploités pour : assurer une commande MPPT, régler les puissances active et réactive injectées au réseau par la MADA et aussi pour contrôler la tension du bus continu et la puissance réactive échangée entre le rotor de la MADA et le réseau. Afin d’améliorer les performances de la chaîne de conversion commandée par des PI classiques, un contrôleur non-linaire par mode glissant a été présenté et appliqué pour améliorer la robustesse de la commande de l’éolienne. Cependant, pour réduire l’effet de chattering, principal inconvénient du mode glissant, une commande par mode glissant d’ordre deux (02) de type super-twisting (STSMC) a été présentée et appliquée pour régler les puissances et assurer une MPPT précise. La comparaison par simulation entre la commande par mode glissant et la commande STSMC, montre que cette dernière assure un réglage des puissances et une MPPT plus précise, ce qui se traduit par un meilleur rendement de l’éolienne. Dans le souci d’améliorer davantage les performances de la chaîne de conversion éolienne, une nouvelle méthode non-linéaire, basée sur une combinaison de trois méthodes différentes (régulateur PI fractionnaire, l’algorithme STSMC et l'algorithme PSO), a été proposée. Comparé aux autres techniques (PI, mode glissant classique et le STSMC), le contrôleur PSO-FOPI-STSMC offre le plus faible niveau d’oscillations de puissance et d’harmoniques de courant tout en assurant une très bonne précision et robustesse.